مُلَخَّص

لِلْمَرَّةِ ٱلْأُولَى، يُوَفِّرُ جِهَازُ ٱلطَّيَفِ ٱلْحَرَارِيِّ ٱلْمِرِّيخِيِّ ٱلْإِمَارَاتِيِّ (EMIRS) عَلَى مَتْنِ مَهْمَةِ ٱلْإِمَارَاتِ لِاِسْتِكْشَافِ ٱلْمِرِّيخِ (EMM) “ٱلْأَمَلُ”، قِيَاسَاتٍ لِدَرَجَةِ حَرَارَةِ ٱلْمِرِّيخِ فِي جَمِيعِ ٱلْأَوْقَاتِ ٱلْمَحَلِّيَّةِ تَغْطِي مُعْظَمَ ٱلْكَوْكَبِ. نَتِيجَةً لِذَلِكَ، أَصْبَحَ مُمْكِنًا ٱلْآنَ مُقَارَنَةُ قِيَاسَاتِ دَرَجَةِ حَرَارَةِ ٱلسَّطْحِ الَّتِي أُجْرِيَتْ مِنَ ٱلْمُدَارِ مَعَ تِلْكَ الَّتِي أُجْرِيَتْ عَلَى ٱلسَّطْحِ بِوَاسِطَةِ ٱلْمَرْكَبَاتِ ٱلْجَوَّالَةِ خِلَالَ نَفْسِ ٱلْفَتْرَةِ ٱلزَّمَنِيَّةِ. نَسْتَخْدِمُ بَيَانَاتِ ٱلتَّغْيِيرِ ٱلْيَوْمِيِّ لِدَرَجَةِ ٱلْحَرَارَةِ مِنْ مَجْمُوعَةِ مَحَطَّةِ مُرَاقَبَةِ ٱلْبِيئَةِ ٱلْجَوَّالَةِ (REMS) عَلَى مَتْنِ مَخْتَبَرِ ٱلْعُلُومِ ٱلْمِرِّيخِيِّ (MSL) “ٱلْفَضْوَلُ”، وَمَجْمُوعَةِ مَحَلِّلِ دَيْنَامِيكِيَّاتِ ٱلْبِيئَةِ ٱلْمِرِّيخِيَّةِ (MEDA) عَلَى مَتْنِ مِرِّيخِ 2020 “ٱلْمُثَابَرَةِ”، بَيْنَ يُونِيُو وَأَغُسْطُسَ 2021 وَنُقَارِنُهَا بِمُلَاحَظَاتِ EMIRS وَتَقْدِيرَاتِ نَمُوذَجِ قَاعِدَةِ بَيَانَاتِ مَنَاخِ ٱلْمِرِّيخِ (MCD). نُظْهِرُ أَنَّهُ عَلَى ٱلرَّغْمِ مِنَ ٱلتَّوَافُقِ ٱلْمُمْتَازِ فِي ٱلِاتِّجَاهِ ٱلْعَامِّ لِتَغْيِيرِ دَرَجَةِ ٱلْحَرَارَةِ عَبْرَ ٱلْمَهَامِّ، فَإِنَّ قِيَاسَاتِ EMIRS أَقَلُّ بِشَكْلٍ مُنْهَجِيٍّ لَيْلًا مُقَارَنَةً بِمِرِّيخِ 2020. أَسْهَمَتِ ٱلدِّقَّةُ ٱلْمَكَانِيَّةُ ٱلْأَقَلُّ لِـ EMIRS مُقَارَنَةً بِٱلْمَرْكَبَاتِ ٱلْجَوَّالَةِ وَبِٱلتَّالِي ٱلْقُصُورُ ٱلْحَرَّارِيُّ ٱلْمُتَوَسِّطُ ٱلْأَقَلُّ لِلْمَنَاطِقِ ٱلْمُرَاقَبَةِ فِي هَذِهِ ٱلْحَالَةِ بِشَكْلٍ أَسَاسِيٍّ فِي هَذَا ٱلِاخْتِلَافِ، إِلَى جَانِبِ عَوَامِلَ أُخْرَى. نُنَاقِشُ تَدَاعِيَاتِ هَذِهِ ٱلنَّتَائِجِ فِي تَحْسِينِ فَهْمِنَا لِمَنَاخِ ٱلْمِرِّيخِ مِمَّا سَيُؤَدِّي إِلَى تَحْسِينِ نَمْذَجَةِ ٱلتَّنَبُّؤَاتِ ٱلْجَوِّيَّةِ ٱلْمَحَلِّيَّةِ، مِمَّا يُفِيدُ ٱلْمَهَامَّ ٱلرُّوبُوتِيَّةَ وَٱلْمَأْهُولَةَ فِي ٱلْمُسْتَقْبَلِ.

ٱلْمَقْدِمَةُ

يُعَدُّ تَحَوُّلُ ٱلْمِرِّيخِ مِنْ كَوْكَبٍ دَافِئٍ وَرَطِبٍ يُحْتَمَلُ أَنْ يَكُونَ صَالِحًا لِلسُّكْنَى إِلَى كَوْكَبٍ بَارِدٍ وَجَافٍّ كَمَا نَرَاهُ ٱلْيَوْمَ مَجَالًا نَشِطًا لِلْبَحْثِ مِنْ قِبَلِ وَكَالَاتِ ٱلْفَضَاءِ حَوْلَ ٱلْعَالَمِ (vago2015esa, zurbuchen2017mars, bhardwaj2014indian, amiri2022emirates). وَيُعْتَبَرُ فَهْمُ هَذَا ٱلتَّحَوُّلِ أَمْرًا أَسَاسِيًّا لَيْسَ فَقَطْ لِفَهْمِ ٱلْمِرِّيخِ، بَلْ لِتَمْكِينِنَا مِنْ فَهْمٍ أَفْضَلَ لِتَطَوُّرِ ٱلْأَرْضِ وَٱلْكَوَاكِبِ ٱلْأُخْرَى فِي ٱلْمَجْمُوعَةِ ٱلشَّمْسِيَّةِ وَمَا وَرَاءَهَا (sagan1972earth, jakosky2021atmospheric). تُوَفِّرُ لَنَا عِدَّةُ عَمَلِيَّاتٍ جَوِّيَّةٍ وَسَطْحِيَّةٍ حَالِيَّةٍ عَلَى ٱلْمِرِّيخِ أَدِلَّةً عَلَى هَذَا ٱلتَّحَوُّلِ طَوِيلِ ٱلْأَمَدِ لِلْكَوْكَبِ. دِرَاسَةُ ٱلتَّبَايُنِ ٱلْيَوْمِيِّ وَٱلْمُوسِمِيِّ لِدَرَجَةِ حَرَارَةِ سَطْحِ ٱلْمِرِّيخِ هِيَ مِنَ ٱلْأَهَمِّيَّةِ بِمَكَانٍ بِسَبَبِ دَوْرِهَا ٱلرَّئِيسِيِّ فِي تَحَكُّمِ عَدَدٍ مِنَ ٱلْعَمَلِيَّاتِ ٱلسُّطْحِيَّةِ وَٱلْجَوِّيَّةِ ٱلسَّفْلِيَّةِ لِلْكَوْكَبِ وَتَأْثِيرِهَا عَلَى ٱلطَّقْسِ وَٱلْمُنَاخِ وَٱلْهُرُوبِ ٱلنِّهَائِيِّ لِلْمُتَطَايِرَاتِ مِنَ ٱلْغِلَافِ ٱلْجَوِّيِّ (petrosyan2011martian).

تَمَّ إِجْرَاءُ قِيَاسَاتِ دَرَجَةِ حَرَارَةِ ٱلسَّطْحِ فِي ٱلْمَاضِي مِنَ ٱلْمَدَارَاتِ، مِثْلَ جِهَازِ مُقَيِّاسِ ٱلْإِنْبِعَاثِ ٱلْحَرَارِيِّ عَلَى مَتْنِ ٱلْمُسَحِّ ٱلْعَالَمِيِّ لِلْمِرِّيخِ (christensen2001mars)، جِهَازِ مُقَيِّاسِ ٱلطَّيِّفِ ٱلْفُورِيِّيِّ ٱلْكَوْكَبِيِّ (formisano2005planetary) عَلَى مَتْنِ مَارْسِ إِكْسْبِرِيس، وَقَنَاةِ ٱلْأَشِعَّةِ تَحْتَ ٱلْحَمْرَاءِ تَكْرِيمًا لِلْبَرُوفِيسُورِ فَاسِيلِي إِيفَانُوفِيتشِ مُوْرُوزَ، وَهِيَ جُزْءٌ مِنْ جَنَاحِ ٱلْكِيمِيَاءِ ٱلْجَوِّيَّةِ عَلَى مَتْنِ مَدَارِ ٱلْغَازَاتِ ٱلنَّزِرَةِ لِإِكْسُومَارْسِ (kokablev2018atmospheric)، وَمَدَارِ ٱسْتِطْلَاعِ ٱلْمِرِّيخِ/ٱلْمُطَيَّافِ ٱلْمُدْمَجِ لِلِاسْتِطْلَاعِ ٱلصُّوْرِيِّ لِلْمِرِّيخِ (he2022surface)، وَمَارْسُ أُودِيْسِي/نِظَامُ ٱلتَّصْوِيرِ ٱلْحَرَارِيِّ (edwards2018thermophysical). كَمَا تَمَّ إِجْرَاءُ هَذِهِ ٱلْقِيَاسَاتِ بِوَاسِطَةِ ٱلْمَرْكَبَاتِ ٱلْهَابِطَةِ وَٱلْمُتَجَوِّلَةِ، مِثْلَ ٱلْمَرْكَبَاتِ ٱلْهَابِطَةِ فَايْكِنْج ١ وَ٢ (hess1977meteorological)، وَمَرْكَبَاتِ ٱسْتِكْشَافِ ٱلْمِرِّيخِ، سَبِيرِيت وَأُوبُورْتُونِيتِي (spanovich2006surface, mason2021temperature)، وَمَحَطَّةِ مُرَاقَبَةِ ٱلْبِيئَةِ ٱلرُّوَفِيَّةِ عَلَى مَتْنِ مَخْتَبَرِ ٱلْعُلُومِ ٱلْمِرِّيخِيِّ “كِيُورِيُوسِيتي” (gomez2012rems, martinez2021surface)، وَمُحَلِّلِ دَيْنَامِيكِيَّاتِ ٱلْبِيئَةِ ٱلْمِرِّيخِيَّةِ عَلَى مَتْنِ مَرْكَبَةِ ٱلْمِرِّيخِ ٢٠٢٠ “بِيرْسِيفِيرَانْس” (rodriguez2021mars, martinez2022thermal)، وَحَزْمَةِ خَصَائِصِ ٱلْحَرَارَةِ وَٱلْخَصَائِصِ ٱلْفِيزِيَائِيَّةِ لِمِهْمَةِ إِنْسَايِت (spohn2018heat, piqueux2021soil). تَتَمَيَّزُ قِيَاسَاتُ ٱلْأَقْمَارِ ٱلصِّنَاعِيَّةِ بِمِيزَةِ ٱلتَّغْطِيَةِ ٱلْجُغْرَافِيَّةِ، لَكِنَّهَا تَعَانِي مِنْ نَقْصٍ فِي تَغْطِيَةِ ٱلْوَقْتِ ٱلْمَحَلِّيِّ. مِنْ نَاحِيَةٍ أُخْرَى، تُوَفِّرُ ٱلْمَرْكَبَاتُ ٱلْجَوَّالَةُ قِيَاسَاتٍ فِي جَمِيعِ ٱلْأَوْقَاتِ ٱلْمَحَلِّيَّةِ، وَلَكِنَّ ٱلْقِيَاسَاتِ مَحْدُودَةٌ جُغْرَافِيًّا. تَهْدِفُ مَهْمَةُ ٱلْإِمَارَاتِ لِاِسْتِكْشَافِ ٱلْمِرِّيخِ أَوْ “ٱلْأَمَلُ” إِلَى سَدِّ هَذِهِ ٱلْفَجْوَةِ فِي ٱلْمَلَاحِظَاتِ (almatroushi2021emirates).

أَحَدُ ٱلْأَهْدَافِ ٱلرَّئِيسِيَّةِ لِمَهْمَةِ ٱلْأَمَلِ هُوَ تَوْفِيرُ نَظْرَةٍ عَالَمِيَّةٍ لِلْمِرِّيخِ عَلَى ٱلْمَقَايِيسِ ٱلزَّمَنِيَّةِ ٱلْيَوْمِيَّةِ وَٱلْمُوسِمِيَّةِ. يُمَكِّنُ ٱلْمَدَارُ ٱلْفَرِيدُ لِمَهْمَةِ ٱلْأَمَلِ مِنْ مُرَاقَبَةِ ٱلتَّوْزِيعِ ٱلْمَكَانِيِّ لِدَرَجَةِ حَرَارَةِ ٱلسَّطْحِ وَٱلْقَرِيبَةِ مِنَ ٱلسَّطْحِ لِمُعْظَمِ ٱلْكَوْكَبِ فِي جَمِيعِ ٱلْأَوْقَاتِ ٱلْمَحَلِّيَّةِ (amiri2022emirates, almatroushi2021emirates, edwards2021emirates). كَمَا يُتِيحُ أَيْضًا قِيَاسَ ٱلتَّبَايُنَاتِ ٱلْحَرَارِيَّةِ ٱلْيَوْمِيَّةِ عَلَى مَدَارِ ٱلْيَوْمِ ٱلْمِرِّيخِيِّ بِتَغْطِيَةٍ شِبْه كَامِلَةٍ لِلْكَوْكَبِ بِأَكْمَلِهِ. وَلِأَنَّنَا قَادِرُونَ عَلَى مُرَاقَبَةِ ٱلتَّبَايُنَاتِ ٱلْحَرَارِيَّةِ ٱلْيَوْمِيَّةِ فِي مُعْظَمِ ٱلْمَوَاقِعِ عَلَى ٱلْمِرِّيخِ، فَإِنَّ ذَٰلِكَ يُفْتَحُ فُرْصَةً لِمُقَارَنَةِ ٱلْمَلَاحِظَاتِ ٱلْمُبَاشِرَةِ مِنَ ٱلْمَدَارِ وَمِنْ سَطْحِ ٱلْمِرِّيخِ.

فِي هَذِهِ ٱلرِّسَالَةِ، نُقَدِّمُ تَقْرِيرًا عَنِ ٱلتَّبَايُنِ ٱلْحَرَارِيِّ ٱلْيَوْمِيِّ لِمُعْظَمِ ٱلْكَوْكَبِ ٱلَّذِي قَاسَهُ ٱلْأَمَلُ مِنَ ٱلْمَدَارِ وَنُقَارِنُهُ بِقِيَاسَاتِ ٱلسَّطْحِ ٱلَّتِي أَجْرَتْهَا مَرْكَبَةُ مَخْتَبَرِ ٱلْعُلُومِ ٱلْمِرِّيخِيِّ (gomez2012rems) وَمَرْكَبَةُ ٱلْمِرِّيخِ ٢٠٢٠ (rodriguez2021mars) خِلَالَ نَفْسِ ٱلْفَتْرَةِ ٱلزَّمَنِيَّةِ. نَصِفُ عَدَدًا مِنَ ٱلْعَوَامِلِ ٱلَّتِي قَدْ تُؤَدِّي إِلَى هَذِهِ ٱلِاخْتِلَافَاتِ فِي ٱلْقِيَاسَاتِ وَنَقْتَرِحُ حُلُولًا. نُقَارِنُ أَيْضًا هَذِهِ ٱلْقِيَاسَاتِ مَعَ قَاعِدَةِ بَيَانَاتِ مَنَاخِ ٱلْمِرِّيخِ (millour2018mars) وَنُنَاقِشُ ٱلْآثَارَ ٱلْمُتَرَتِّبَةَ عَلَى تَحْسِينِ نَمْذَجَةِ ٱلطَّقْسِ وَٱلْمُنَاخِ ٱلْمِرِّيخِيِّ.

قِيَاسَاتُ اَلْمَرْكَبَةِ اَلْفَضَائِيَّةِ

المَدَارِيّ: مَطْيَافُ الأَشِعَّةِ تَحْتَ الحَمْرَاءِ الخَاصُّ بِالإِمَارَاتِ/مِهْمَةُ الإِمَارَاتِ لِاِسْتِكْشَافِ الْمِرِّيخِ

جِهَازُ مَطْيَافِ الأَشِعَّةِ تَحْتَ الحَمْرَاءِ الخَاصُّ بِالإِمَارَاتِ (EMIRS) (edwards2021emirates) عَلَى مَتْنِ مِهْمَةِ الإِمَارَاتِ لِاِسْتِكْشَافِ الْمِرِّيخِ هُوَ مَطْيَافُ تَحْوِيلِ فُورِيِّيهِ لِلأَشِعَّةِ تَحْتَ الحَمْرَاءِ يَعْمَلُ فِي نِطَاقِ الطُّولِ المَوْجِيِّ مِنْ 6 إِلَى 100 \(\mu\)m. صُمِّمَ هَذَا الْجِهَازُ لِتَوْفِيرِ قِيَاسَاتٍ لِلْغِلَافِ الْجَوِّيِّ السُّفْلِيِّ وَسَطْحِ الْمِرِّيخِ مِنْ خِلَالِ إِجْرَاءِ مُلَاحَظَاتٍ بِالأَشِعَّةِ تَحْتَ الحَمْرَاءِ الْحَرَارِيَّةِ لِلْقُرْصِ. يُوَفِّرُ قِيَاسَاتٍ يَوْمِيَّةً عَلَى مُدَارِ الْكُرَةِ الْأَرْضِيَّةِ فِي فَتَرَاتٍ فَرْعِيَّةٍ مُوسِمِيَّةٍ. تَبْلُغُ فَتْرَةُ الْمَدَارِ لِمِهْمَةِ الإِمَارَاتِ لِاِسْتِكْشَافِ الْمِرِّيخِ حَوَالِي 55 سَاعَةً مَعَ أَقْرَبِ نُقْطَةٍ فِي الْمَدَارِ تَبْعُدُ 20,000 كِمْ وَأَبْعَدُ نُقْطَةٍ تَبْعُدُ 43,000 كِمْ. يُجْرَى حَوَالِي 20 مُلَاحَظَةً فِي كُلِّ مَدَارٍ أَوْ حَوَالِي 60 مُلَاحَظَةً فِي الْأُسْبُوعِ، حَيْثُ تَسْتَغْرِقُ الْمُلَاحَظَةُ 29 دَقِيقَةً فِي أَقْرَبِ نُقْطَةٍ فِي الْمَدَارِ وَ 11 دَقِيقَةً فِي أَبْعَدِ نُقْطَةٍ. يَسْتَغْرِقُ الْأَمْرُ 4 مَدَارَاتٍ أَوْ أَقَلَّ مِنْ 10 أَيَّامٍ لِلْحُصُولِ عَلَى تَغْطِيَةٍ عَالَمِيَّةٍ فِي جَمِيعِ الْأَوْقَاتِ الْمَحَلِّيَّةِ. تَتَرَاوَحُ الدِّقَّةُ بَيْنَ 100 إِلَى 300 كِمْ/بِكْسِلِ (الْقُطْرِ) مَعَ زَاوِيَةِ إِصْدَارٍ تَصِلُ إِلَى 70\(\degree\). تَحْتَوِي مُنْتَجَاتُ الْبَيَانَاتِ الْمَسْتَوَى الثَّانِي (L2) عَلَى إِشْعَاعٍ مُعَايَرٍ وَدَرَجَةِ حَرَارَةِ السُّطُوعِ. مُنْتَجَاتُ الْمَسْتَوَى الثَّالِث (L3)، الْمُسْتَخْدَمَةُ فِي هَذِهِ الدِّرَاسَةِ، مُشْتَقَّةٌ مِنْ L2 وَتَحْتَوِي عَلَى دَرَجَاتِ حَرَارَةٍ سُطْحِيَّةٍ مُصَحَّحَةٍ بَيْنَ كَمِّيَّاتٍ أُخْرَى. يُحْصَلُ عَلَى دَرَجَاتِ حَرَارَةِ السُّطُوحِ (L3) بِاِسْتِخْدَامِ عَمَلِيَّةٍ مِنْ ثَلاَثِ خَطُوَاتٍ (edwards2021emirates): أَوَّلًا، يُسْتَرْجَعُ دَرَجَاتُ حَرَارَةِ الْغِلَافِ الْجَوِّيِّ مِنْ نِطَاقِ 15 \(\mu\)m لِثَانِي أُكْسِيدِ الْكَرْبُونِ، ثُمَّ يُحَدَّدُ عُمْقُ الرُّؤْيَةِ لِلْغُبَارِ وَعُمْقُ الرُّؤْيَةِ الْبَصَرِيِّ لِلْهَبَاءِ الْجَوِّيِّ الْمَائِيِّ، وَأَخِيرًا يُحَدَّدُ عُمْقُ عَمُودِ بُخَارِ الْمَاءِ. تُكَرَّرُ هَذِهِ الْعَمَلِيَّةُ حَتَّى التَّقَارُبِ، وَيُسْتَخْدَمُ مُقَايِيسُ التَّحَكُّمِ فِي الْجُودَةِ لِضَمَانِ جُودَةِ الْمُنْتَجَاتِ الْمُسْتَرْجَعَةِ النِّهَائِيَّةِ. يُعْرَضُ مُقَارَنَةٌ بَيْنَ قِيَاسَاتِ L2 وَ L3 فِي الشَّكْلِ الْمُلْحَقِ A1.

تَمَّ إِدْخَالُ الْمَدَارِيِّ فِي مَدَارِ الْمِرِّيخِ فِي 9 فِبْرَايِر 2021 (MY 36, L\(_{s}\) = 0.6) مِمَّا وَفَّرَ 9 أَيَّامٍ مِنْ مُلَاحَظَاتِ EMIRS لِلشَّهْرِ مِنَ الْمَدَارِ الْأَوَّلِيِّ. كَانَ الْمَدَارِيُّ فِي مَدَارٍ اِنْتِقَالِيٍّ لِلْأَشْهُرِ الْقَلِيلَةِ التَّالِيَةِ، وَبَدَأَتْ مَرْحَلَةُ الْعُلُومِ لِلْمِهْمَةِ مِنْ 23 مَايُو 2021 (L\(_{s}\) = 48.7).