Песчаные дюны помогли выявить особенности движения ветров на Марсе
Для высадки человека на Марс в будущем важно знать о циркуляции атмосферы планеты и ее пригодности для жизни. Международная группа ученых с помощью машинного обучения решила выяснить характеристики ветров Красной планеты, и помогли ей в этом песчаные дюны.
Одной из особенностей ландшафта Марса являются песчаные дюны в форме полумесяца, образованные ветрами в пустынях. Значительное влияние на их формирование оказывает атмосферная циркуляция на поверхности планеты. Новое исследование международной группы ученых под руководством Лиора Рубаненко из Стэнфордского университета показало, что неровности рельефа — например, глубокие кратеры от ударов метеоритов, — могут отклонять направление ветра и вызывать изменения в форме марсианских дюн.
Исследователи использовали машинное обучение для определения характера ветра на Марсе, основываясь на форме более 700 тысяч барханных дюн. Данные были получены со снимков, сделанных камерой орбитального космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Компьютер был обучен автоматически определять форму дюн для составления карты. По этим изображениям ученые определили направление крутой, подветренной стороны дюн и их пиков (или рогов). Если рога асимметричны и один длиннее другого, это указывает на то, что в этом месте ветер дул в нескольких направлениях.
Группа исследователей обнаружила отчетливую закономерность, возникающую при миграции дюн в результате летней атмосферной циркуляции, направленной на север в средних широтах, и циклонной (направленной против часовой стрелки вокруг центра низкого давления) вблизи северного полюса.
Авторы выяснили, что на широтах выше 45° северной широты, направление миграции дюн преимущественно восточное, соответствующее циклонической циркуляции полярных вихрей, в то время как на широтах ниже этого значения, вплоть до -45° северной широты, они направлены на юг.
Впрочем, в исследовании есть и ограничения, поскольку машинное обучение не в полной мере учитывает изменение ветра днем, ночью и в разные сезоны, а вместо этого фокусируется на долгосрочных закономерностях. Кроме того, с его помощью сложно определить дюны в районах со значительными топографическими изменениями, например, в более крупных ударных кратерах Долины Маринерис, равнин Эллада и Аргир. В связи с этим требуется дополнительная доработка технологии машинного обучения для последующих исследований.
Авторы работы отмечают, что понимание закономерностей циркуляции атмосферы на Марсе важно для поддержки пилотируемых полетов на Красную планету и перспектив ее пригодности для жизни в будущем.
