Początki były całkiem przypadkowe. Gaku Nishiyama, naukowiec z Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR), otrzymał od przyjaciela – astronoma i prognosty pogody – niecodzienne znalezisko: obrazy Księżyca w archiwum danych satelitów Himawari.
To zaczęło się przez przypadek. Jeden z moich najlepszych przyjaciół, który ma doktorat z astronomii i jest certyfikowanym prognostą pogody w Japonii, znalazł obrazy Księżyca w zbiorach danych Himawari-8/9 i poprosił mnie, żebym się temu przyjrzał. — Gaku Nishiyama, badacz w DLR
Nishiyama, który początkowo analizował księżycowe dane z satelitów Himawari-8 (wyniesionego na orbitę w 2014 roku) i Himawari-9 (z 2016 roku), szybko zauważył coś więcej. W materiałach znalazły się również inne planety: Merkury, Wenus, Mars i Jowisz.
Choć satelity te z założenia krążą wokół Ziemi i skanują jej atmosferę, ich „wzrok” sięga dalej w kosmos, pozwalając czasem uchwycić inne ciała niebieskie, które zawędrują w ich pole widzenia. To pokazuje, jak sprzęt zaprojektowany do konkretnych zadań może przynieść nieoczekiwane korzyści.
Pomysłowe wykorzystanie ziemskiej technologii
Naukowcy opracowali sprytną metodę wyłuskiwania danych dotyczących Wenus z ogromnego strumienia informacji z satelitów.
Ponieważ wiemy niemal dokładnie, kiedy i gdzie patrzy Himawari, możemy z grubsza przewidzieć, gdzie Wenus pojawi się na każdym obrazie. Stamtąd izolujemy piksele odpowiadające Wenus. — Gaku Nishiyama, badacz w DLR
Analizując subtelne wahania w jasności planety, badacze stworzyli jeden z najdłuższych w historii zapisów zmian w podczerwieni promieniowania pochodzącego z Wenus. To całkiem imponujące, biorąc pod uwagę, że satelity nie były do tego przeznaczone. Trzeba przyznać, że to sprytne rozwiązanie stanowi dowód wyjątkowej naukowej zaradności.
Co odkryto w wenusjańskiej atmosferze?
Długoterminowe obserwacje ujawniły roczne zmiany temperatury w górnych warstwach chmur Wenus oraz obecność dwóch kluczowych zjawisk: pływów termicznych i fal Rossby’ego. Te mechanizmy odpowiadają za transport ciepła i pędu w gęstej atmosferze planety.
Pływy termiczne to fale grawitacyjne w skali globalnej, wzbudzane przez ogrzewanie słoneczne warstw chmur Wenus. Gdy atmosfera jest uwarstwiona, jak na Wenus (tzn. ciepła górna warstwa nad zimną dolną warstwą), siła ta działa na ogrzane cząstki powietrza, a powstałe oscylacje pionowe rozprzestrzeniają się jako fale grawitacyjne. Fale Rossby’ego (obserwowane również w oceanach i atmosferze Ziemi) to również fale w skali globalnej spowodowane zmianami siły Coriolisa wraz z szerokością geograficzną. — Gaku Nishiyama, badacz w DLR
Szczególnie cennym osiągnięciem jest pierwsza w historii detekcja zmian temperatury wywołanych falami Rossby’ego na różnych wysokościach wenusjańskiej atmosfery. Dzięki tym danym naukowcy mają w końcu szansę zrozumieć fizykę stojącą za wieloletnimi zmianami atmosfery Wenus.
Wartość dla przyszłych misji
Odkrycia zespołu mają praktyczne znaczenie dla kalibracji instrumentów na sondach badających Wenus, takich jak kamera LIR na japońskiej misji Akatsuki, która w trakcie misji napotkała wiele problemów. Dane z satelitów Himawari pomogły w ponownej kalibracji przyrządów Akatsuki, prowadząc do dokładniejszych pomiarów. To ważne, bo misje planetarne są kosztowne, a każde poprawienie jakości danych jest na wagę złota. Zespół liczy, że informacje z ziemskich satelitów uzupełnią dane z misji Akatsuki czy BepiColombo zmierzającej do Merkurego.
Satelity obserwujące Ziemię są tak precyzyjnie kalibrowane, że mogą służyć jako punkt odniesienia dla przyszłych misji międzyplanetarnych. Co istotne, mogą wypełniać luki między kolejnymi kosztownymi misjami.
W przeciwieństwie do obserwacji meteorologicznych na Ziemi, między kolejnymi misjami planetarnymi przerwy są bardzo długotrwałe. Ponieważ satelity meteorologiczne kontynuują obserwacje z kosmosu przez dziesięciolecia, mogą one uzupełniać dane nawet wtedy, gdy nie ma sond kosmicznych badających planety na ich orbitach. — Gaku Nishiyama, badacz w DLR
Naukowcy zgromadzili już dane dotyczące kolejnych planet i obecnie je analizują. Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie “Earth, Planets and Space”.
Co dalej?
Ta historia to świetny przykład, jak łut kosmicznego szczęścia może zmienić przeznaczenie sprzętu. Choć satelity Himawari miały patrzeć na naszą planetę, ich mimowolne spojrzenie na Wenus przyniosło bezcenne informacje. Nie rozwiązało to oczywiście wszystkich zagadek gorącej sąsiadki Ziemi, ale stanowi solidny krok naprzód. Dane te mogą okazać się kluczowe dla planowania kolejnych wypraw do świata, gdzie chmury zbudowane są z kwasu siarkowego, a temperatura na powierzchni topi ołów.