Progetto MEX Progetto MEX

MARS EXPRESS Fase E2 – Attività scientificheMARS EXPRESS Fase E2 – Attività scientifiche

Luglio 2009

Responsabile di riferimento:Dott. Roberto Orosei

INAF-IFSI Via Fosso del Cavaliere 00133 Roma

Roberto.Orosei@ifsi-roma.inaf.it

WP 4000WP 4000 ASPERA responsabile A. MuraASPERA responsabile A. Mura

ObiettivoObiettivo::

Studio dello sputtering atmosfericoStudio dello sputtering atmosferico Abbiamo studiato lo sputtering atmosferico, indotto Abbiamo studiato lo sputtering atmosferico, indotto

dall’interazione tra il vento solare e l’esosfera e dall’interazione tra il vento solare e l’esosfera e l’atmosfera marziana, con un modello Montecarlo, a l’atmosfera marziana, con un modello Montecarlo, a singola particella, simile a quello che è già stato singola particella, simile a quello che è già stato sviluppato per Mercurio (Mura et al., 2007). Il modello sviluppato per Mercurio (Mura et al., 2007). Il modello in questione è inoltre in grado di simulare il processo in questione è inoltre in grado di simulare il processo d’interazione "a cascata", tipico di questo tipo di d’interazione "a cascata", tipico di questo tipo di processi. processi.

Luglio 2009

Modello di circolazione del plasmaModello di circolazione del plasma

Il modello di circolazione del plasma assume una simmetria cilindrica Il modello di circolazione del plasma assume una simmetria cilindrica intorno all’asse Marte-Sole. E’ un modello semplificato basato su intorno all’asse Marte-Sole. E’ un modello semplificato basato su studi di letteratura (Kallio,1996) e dati empirici (ASPERA3)studi di letteratura (Kallio,1996) e dati empirici (ASPERA3)

Atmosfera/Esosfera di MarteAtmosfera/Esosfera di Marte

La densità esosferica e atmosferica (solo CO2) viene inizialmente La densità esosferica e atmosferica (solo CO2) viene inizialmente ottenuta mediante una semplice funzione analitica (esponenziale) ottenuta mediante una semplice funzione analitica (esponenziale) con simmetria sferica (Krasnopolsky and Gladstone). con simmetria sferica (Krasnopolsky and Gladstone). Successivamente si tiene conto dell’effetto dovuto ai processi di Successivamente si tiene conto dell’effetto dovuto ai processi di interazione plasma-atmosfera.interazione plasma-atmosfera.

Modello di sputtering atmosferico: Modello di sputtering atmosferico:

In questa prima fase di studio si è approssimata la sezione d’urto In questa prima fase di studio si è approssimata la sezione d’urto differenziale (trattazione quantistica) con quella geometrica differenziale (trattazione quantistica) con quella geometrica (approssimazione “hard spheres”) (Araki et al. 2007)(approssimazione “hard spheres”) (Araki et al. 2007)

Luglio 2009

WP 4000WP 4000 ASPERA responsabile A. Mura

ModelloModello

4

 

Luglio 2009

Distribuzione della densità di protoni (back-scattered) nel piano xz (il Sole è sulla destra della figura)

WP 4000:WP 4000:

5Luglio 2009

Distribuzione della densità di CO2 risultante dallo sputtering atmosferico in seguito alla precipitazione di protoni

WP 4000WP 4000

RisultatiRisultati

6

Luglio 2009

I risultati mostrano che nell’ambito della perdita di componenti atmosferiche lo ‘’sputtering‘’ gioca un ruolo molto importante ed è fondamentale per la comprensione e la conoscenza dell’evoluzione dei pianeti.

WP 4000: WP 4000: ASPERAASPERA

Lavoro FuturoLavoro FuturoIl prossimo passo sarà dare un più realistico approccioIl prossimo passo sarà dare un più realistico approccio

implementando il modello con le sezioni d’urto differenzialiimplementando il modello con le sezioni d’urto differenziali

(Noel and Prolss 1993) per ciascun processo preso in(Noel and Prolss 1993) per ciascun processo preso in

considerazione: considerazione:

1) collisione elastica; 1) collisione elastica;

2) ionizzazione;2) ionizzazione;

3) e-loss; 3) e-loss;

4) charge exchange;4) charge exchange;

7Luglio 2009

WP 4000: WP 4000: ASPERAASPERA

8Luglio 2009