Atmosfære; Analyse

Hvordan forbereder vi oss til å lande på en ukjent planet? Hva må vi vite om planeten for å kunne utføre en trygg landing-sekvens?

Vi skal se på hvordan vi kan analysere en planet sin atmosfære fra bane rundt planeten og planlegge en landing. 

Bildet kan inneholde: atmosfære, verdensrommet, himmel, astronomisk objekt, jord.

Når vi har klart å komme oss fra start planeten våres til destinasjonen og vi har oppnådd en sirkulær bane rundt planeten trenger vi å holde avstand i første omgang. Siden vi ikke vet hvor langt ut atmosfære strekker seg skal vi holde en viss avstand og gjøre analyse av atmosfæren fra avstand.

Vi holder denne avstanden fordi dersom hele eller deler av banen våres går gjennom atmosfæren vil vi oppleve et drag på skipet. Dette draget kommer fra alle gassene vi treffer med skipet og krafta til draget er i motsatt retning av bevegelses retningen våres

Siden vi har en viss hastighet i bane skal må vi regne med at vi får en viss mengde doppler effekt. Vi regner med en øvre grense på \(10 km/s\) . Vi regner ut doppler effekten vi opplever gitt ved

\(\Delta \lambda =\lambda_0\frac{v}{c}\)

Her er \(\lambda\) bølgelengden til lyset og \(v \) er radielle hastigheten vi har til kilden av lyset og c er lysets hastighet. Ligningen ovenfor gir oss forskjellen i bølgelengde. Vi ønsker å måle de forskjellige bølgelengdene vi observerer fra spektroskopet vårt. Dataen vi får ut av målinginstrumentet vårt vil komme med en del støy. Vi må klare å filtrere dette ut og da bruker vi statistiske metoder for å minimere støyet fra det vi faktisk er ute etter.

Vi finner \(\chi^{2}\) som forteller oss noe om hvor nøyaktig målingene er ved å sammenligne de forventede verdiene med det vi målte. Den er gitt ved

\(​​\begin{align} \chi^{2}=\sum_{i=1}^{N}\bigg[ \frac{f_i-f(t_i)}{\sigma}\bigg]^2 \end{align}\)

Hvor N er antall målepunkter vi har, \(f_i\) er det målte punktet og \(f(t_i)\) er den forventede verdien. Vi må da finne ut hva vi forventer av målepunktene.

  • Vi forventer å måle en fluks lik 1 der hvor vi ikke har noe spektral linje
  • Vi forventer at alle spektral linjene ligger over 0.7 i fluks
  • Vi forventer at atmosfæren sin temperatur ligger mellom 150 K og 450 K
  • Vi forventer noe dopple skift grunnet bevegelsen av skipet vår

Nå som vi har noen forventninger kan vi bruke formelen for \(\chi ^2\) .

Det vi forventer er spektral linjene til hydrogen, karbon, oksygen, og nitrogen slik som bilder under viser.

Spektral linjene til forskjellige atomer

Bildet ovenfor viser kun det synlige spekteret. Vi vet at lys kan ha bølgelengder mye større og mindre enn det vi ser. Men spektroskopet på Nostromo måler kun fra \(600nm\)  til \(3000nm\).

Det synlige spekteret ligger mellom \(400nm\)  og \(700nm\) Så linjene vi ser ovenfor ligger for det meste utenfor det vi er ute etter. Nedenfor ser vi data fra Nostromo sitt spektroskop

Atmosfære data

 

Av Alexander Amiri
Publisert 16. des. 2019 21:25 - Sist endret 16. des. 2019 21:25