Марсианские пылевые дьяволы
Марсианские пылевые вихри — это конвективные атмосферные вихри , возникающие на поверхности Марса . Они были обнаружены на основе данных, предоставленных зондами НАСА « Викинг» , и были сфотографированы орбитальными спутниками и наземными марсоходами в ходе последующих миссий.
Марсианские пылевые вихри , хотя по формированию и внешнему виду сравнимы с земными пылевыми вихрями , могут быть во много раз крупнее земных . Они могут быть достаточно мощными, чтобы представлять угрозу марсоходам и другим технологиям. [1] хотя некоторые задокументированные встречи на самом деле принесли пользу марсоходам, очистив их от пыли.
Наблюдение
[ редактировать ]
Существование пылевых вихрей на Марсе было подтверждено анализом данных зондов «Викинг» в начале 1980-х годов. На фотографиях с орбитальных аппаратов «Викинг» были обнаружены следы на поверхности Марса, предположительно вызванные пылевыми вихрями, а данные метеорологических инструментов посадочных модулей подтвердили, что причиной являются конвективные вихри. [2] Орбитальные фотографии, ранее сделанные «Маринером-9» , также показали линии поверхности, которые первоначально считались гребнями дюн Сейфа , но на основе данных «Викинга» они также оказались следами пылевого дьявола. [3]
С тех пор марсианские пылевые дьяволы были обнаружены и сфотографированы как орбитальными спутниками, так и марсоходами на поверхности. Марсоход Mars Pathfinder обнаружил 79 конвективных вихрей по данным атмосферного давления и сфотографировал несколько пылевых вихрей с помощью своей широкоугольной камеры. [2] были получены изображения пяти пылевых вихрей высотой от 0,5 до 1,9 километра . 7 ноября 2016 года в ходе одного наблюдения миссии Mars Orbiter в южном полушарии Марса [4] 27 сентября 2021 года марсоход «Персеверанс» непосредственно столкнулся с марсианским пылевым дьяволом, сфотографировав и записав звук пролетающего вихря, что стало первым подобным наблюдением в истории исследования Марса . [5]
30 августа 2023 года марсоход Perseverance зафиксировал очень высокий пылевой дьявол на расстоянии. Он находился на расстоянии около 2,5 миль (4 км) и двигался с востока на запад со скоростью около 12 миль в час (19 км/ч). Его ширина составляла около 200 футов (60 метров). Несмотря на то, что в кадре камеры была видна только нижняя часть дьявола высотой 387 футов (118 метров), ученые оценили его общую высоту примерно в 1,2 мили (2 километра), исходя из длины его тени. [6] ---выше, чем средний торнадо на Земле. [7]
Формирование и характеристики
[ редактировать ]Пылевые дьяволы на Марсе образуются по тому же основному механизму, что и на Земле; в частности, солнечная энергия нагревает поверхность Марса, заставляя теплый воздух у земли подниматься сквозь более холодный воздух наверху, создавая восходящий поток. Горизонтальный ветер затем вызывает вращение, образуя вихрь. Подъем поверхностного материала через вихрь создает видимый пылевой вихрь. Однако в среднем марсианские пылевые дьяволы примерно в три раза крупнее своих земных собратьев. Самые крупные вихри могут достигать высоты до 8 километров и ширины до 700 метров и длиться более 25 минут. [8] [9] Большая высота марсианских пылевых вихрей может быть связана с планетарным пограничным слоем , который в среднем на несколько километров толще земного. [10]
На Марсе очень часто случаются пылевые дьяволы. Одна группа исследователей подсчитала, что приходится одно событие за один день . на каждый квадратный километр марсианской поверхности [11]
Как и на Земле, они происходят в теплое время года. Исследования выявили весьма предсказуемое сезонное поведение: активность резко возрастает незадолго до марсианского весеннего равноденствия, достигает пика в середине лета и снижается после осеннего равноденствия. Amazonis Planitia была определена как регион, наиболее подверженный активности пылевых дьяволов на Марсе. [12]
Считается, что пылевые дьяволы играют важную роль в климате Марса . Поднимая большое количество поверхностного материала высоко над землей, они могут быть ответственными за до 30% пыли, содержащейся в марсианской атмосфере, что создает эффект потепления и регулирует количество водяного пара в атмосфере. Поскольку они обнажают нижние, более темные слои реголита , изменение альбедо поверхности может изменить местный климат. [10]
Крупные пылевые вихри могут представлять опасность для оборудования с Земли. [1] Однако некоторые вихри оказали благотворное воздействие. В 2005 году марсоход Spirit напрямую столкнулся с пылевым дьяволом, который сдул пыль, скопившуюся на солнечных батареях марсохода, резко увеличив уровень мощности и повысив продуктивность исследований. [13] Внезапное, неожиданное восстановление выходной мощности также периодически наблюдалось у марсоходов Opportunity и Sojourner , что значительно продлевало срок их эксплуатации. Причиной этих обнаружений предположительно были пылевые дьяволы. [10]
Треки
[ редактировать ]
Следы, оставленные марсианскими пылевыми вихрями, отличаются темным нитевидным внешним видом, хотя наблюдались и более светлые следы. [14] Их закономерности показывают несколько заметных тенденций в поведении пылевых дьяволов на Марсе. Тропы, как правило, прямые или криволинейные, а длина может достигать 75 километров. Следы обычно идут с востока на запад в обоих полушариях, хотя следы в северном полушарии часто указывают на ориентацию с северо-востока на юго-запад. [3]
Фотография поверхности показала, что рисунок следов очень изменчив из-за пыльных бурь и других явлений, которые часто стирают следы, позволяя сформироваться совершенно новым узорам. [15]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Смит, Питер; Ренно, Нилтон (6 июня 2001 г.). «Изучение земных пылевых дьяволов для возможной миссии на Марс» . Новости Университета. Архивировано из оригинала 19 апреля 2012 года . Проверено 1 декабря 2006 г.
- ^ Jump up to: а б Рингроуз, Ти Джей; Таунер, MC; Зарнецкий, Дж. К. (2003). «Возвращение к кораблям Viking Lander 1 и 2: характеристика и обнаружение марсианских пылевых дьяволов» (PDF) . Шестая международная конференция по Марсу : 3017. Бибкод : 2003mars.conf.3017R – через Институт Луны и Планет.
- ^ Jump up to: а б Грант, Джон А.; Шульц, Питер Х. (11 октября 1985 г.). «Возможные следы торнадо на Марсе» . Наука . 237 (4187): 883–885. дои : 10.1126/science.237.4817.883 . JSTOR 1699893 . ПМИД 17771377 . S2CID 38437445 – через JSTOR.
- ^ Сингх, Рамдаял; Арья, AS (29 января 2019 г.). «Марсианские пылевые дьяволы, наблюдаемые цветной марсианской камерой на борту орбитального корабля Марса» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2019 года . Проверено 19 февраля 2019 г.
- ^ «Настойчивость НАСА фиксирует марсианского пылевого дьявола» . НАСА Марс . 13 декабря 2022 г. Проверено 10 июля 2023 г.
- ^ «Марсианский вихрь берет «Торофар» » . Лаборатория реактивного движения .
- ^ «Какой высоты торнадо?» . 23 февраля 2023 г.
- ^ «Марсианские пылевые дьяволы в действии» . Европейское космическое агентство . 22 февраля 2021 г. Проверено 10 июля 2023 г.
- ^ Рейсс, Д.; Занетти, М.; Нойкум, Г. (сентябрь 2011 г.). «Многовременные наблюдения идентичных активных пылевых вихрей на Марсе с помощью стереокамеры высокого разрешения (HRSC) и камеры орбитального аппарата Марса (MOC)». Икар . 215 (1): 358–369. дои : 10.1016/j.icarus.2011.06.011 . ISSN 0019-1035 .
- ^ Jump up to: а б с Лоренц, Ральф Д. (июль 2020 г.). «Пылевые дьяволы на Марсе» . Физика сегодня . 73 (7): 62–63. Бибкод : 2020ФТ....73г..62Л . дои : 10.1063/PT.3.4531 . S2CID 225606274 .
- ^ Джексон, Брайан; Лоренц, Ральф; Дэвис, Каран (1 января 2018 г.). «Система для сопоставления структур и статистики восстановления в исследованиях временных рядов давления для пылевых вихрей» . Икар . 299 : 166–174. arXiv : 1708.00484 . дои : 10.1016/j.icarus.2017.07.027 .
- ^ Фентон, Лори К.; Лоренц, Ральф (1 ноября 2016 г.). «Высота и расстояние от пылевого дьявола по отношению к толщине пограничного слоя марсианской планеты» . Икар . 260 : 246–262. дои : 10.1016/j.icarus.2015.07.028 .
- ^ Дэвид, Леонард (12 марта 2005 г.). «Дух снова сталкивается с пыльным дьяволом» . Space.com . Проверено 1 декабря 2006 г.
- ^ Икар, Деннис (24 сентября 2010 г.). «Тайна марсианского пыльного дьявола раскрыта на Земле» . Проводной . Проверено 30 ноября 2016 г. .
- ^ Этвуд-Стоун, Корвин (23 марта 2013 г.). «Следы пыльного дьявола и полосы склонов на марсианских песчаных дюнах» . ПриветРИС . Университет Аризоны.
