Известно, что Марс является планетой, максимально подобной Земле по отношению к другим планетам Солнечной системы. Однако, плотность атмосферы Марса почти в два раза меньше плотности земной атмосферы, кроме этого воздух из марсианской атмосферы постоянно улетучивается в космическое пространство. Космический аппарат MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution), только относительно недавно добравшийся в окрестности Марса, при помощи своих научных инструментов выявил одну из главных причин потери Марсом своей атмосферы, и этой причиной являются частицы солнечного ветра, проникающие в атмосферу на достаточно большую глубину.

Земля, наделенная сильным магнитным полем, хорошо защищена от постоянного воздействия солнечного ветра, потока частиц, испускаемых с поверхности Солнца. Однако Марсу не так повезло с этой точки зрения, его магнитное поле столь слабо и неравномерно, что частицы солнечного ветра проникают до самых нижних слоев атмосферы этой планеты и атом за атомом сдувают атмосферу в космос. Несмотря на то, что причина потери Марсом своей атмосферы достаточно ясна, тонкости всех происходящих при этом процессов до последнего времени оставались загадкой для ученых, занимающихся изучением Красной Планеты.

Исследовательский космический аппарат MAVEN одним из первых заданий получил задание на проведение тщательных исследований процессов, происходящих в марсианской атмосфере. И эти исследования сразу начали приносить результаты, аппарат MAVEN обнаружил некий процесс, который является своего рода указателем на глубину проникновения частиц солнечного ветра в атмосферу Марса. Инструмент STATIC (Suprathermal and Thermal Ion Composition), являющийся одним из бортовых инструментов аппарата MAVEN, обнаружил «перья» ионизированного газа, поднимающиеся с полюсов Марса на высоту слоя ионов и электронов, формирующих тонкую ионосферу Красной Планеты, которая располагается на высотах от 120 — 480 километров от поверхности, и смог измерить температуру этих «перьев».

При помощи другого инструмента, спектрометра Neutral Gas and Ion Mass Spectrometer, космический аппарат MAVEN изучил процессы взаимодействия верхних и более нижних слоев атмосферы планеты, а при помощи анализатора ионов Solar Wind Ion Analyzer, аппарат измерил характеристики частиц солнечного ветра и сопоставил это с результатами измерений других инструментов.

Анализ такой комплексного набора разносторонних данных сразу принес неожиданные результаты. Ранее считалось, что ионосфера действует как своего рода барьер для частиц солнечного ветра и что большая часть потери атмосферы происходит на высоте ионного барьера. Однако, проведенные измерения показали, что частицы ветра проникают в самые глубокие слои атмосферы планеты. Этот процесс происходит из-за того, что достаточно большая часть заряженных высокоэнергетических частиц становятся нейтральными атомами во время прохождения через ионосферу, насыщенную свободными электронами. Из-за отсутствия электрического заряда эти частицы проходят дальше совершенно беспрепятственно и повторно ионизируются в нижних слоях атмосферы. Это запускает некоторые сложные атмосферные процессы, которые заставляют молекулы воздуха подниматься выше, что приводит к некоторому увеличению темпов рассеивания молекул воздуха в космическое пространство.

«Нам удалось увидеть все звенья цепи, которая начинается с процессов, активированных солнечными лучами, которые, в свою очередь, воздействуют на газ в средних и верхних слоях атмосферы Марса, приводя к увеличению ее рассеивания в космос» — рассказывает Брюс Якоский (Bruce Jakosky), один из научных руководителей миссии MAVEN, — «В дальнейшем мы будем в состоянии заполнить пока еще недостающие места в этой картине, что поможет нам до конца понять суть происходящих процессов, повлекших за собой кардинальные изменения марсианской атмосферы за очень длительный промежуток времени».

Напомним нашим читателям, что космический аппарат MAVEN был запущен в космос в ноябре прошлого года с космодрома на мысе Канаверал, Флорида. 21 сентября этого года аппарат достиг Марса и занял стабильную круговую низкую орбиту. По прибытию аппарат сразу же включился в работу, и сделал множество снимков в диапазоне ультрафиолетового света, по которым можно определить концентрацию в верхних слоях атмосферы кислорода, водорода и углеродосодержащих газов. Кроме этого, аппарат приступил к составлению карты озонового слоя Марса, чем он и занимается в настоящее время.