Марс известен своими пылевыми бурями, которые происходят каждый марсианский год летом в южном полушарии. Каждые три марсианских года (пять с половиной земных лет) эти штормы становятся настолько сильными, что их можно увидеть с Земли и на несколько месяцев охватят всю планету. Эти штормы представляют собой серьезную угрозу для роботизированных миссий, генерируя электростатические заряды, которые могут мешать работе их электроники или вызывать скопление пыли на солнечных панелях, не позволяя им потреблять достаточно энергии для продолжения работы.
Хотя ученые изучали эти штормы на протяжении десятилетий, точные механизмы, вызывающие их, остаются предметом споров. В новом исследовании группа планетологов из Университета Колорадо в Боулдере (CU Boulder) предоставила новое понимание вовлеченных факторов. Согласно их выводам, относительно теплые и солнечные дни могут вызывать самые сильные штормы каждые несколько лет. Это может стать первым шагом к прогнозированию экстремальной погоды на Марсе, что жизненно важно для будущих пилотируемых миссий на Марс.
Исследование возглавил Хешани Пиерис, аспирант Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Калифорнийского университета в Боулдере. К ней присоединился Пол Хейн, исследователь из LASP и доцент кафедры астрофизических и планетарных наук Калифорнийского университета в Боулдере. Их результаты были представлены на встрече Американского геофизического союза 2024 года, которая проходила с 9 по 13 декабря в Вашингтоне, округ Колумбия.
На Марсе регулярно случаются пылевые бури, которые часто начинаются с небольших бурь, образующихся вокруг полярных регионов, обычно во второй половине марсианского года. Эти штормы могут быстро расти по мере продвижения к экватору, пока не охватят миллионы квадратных километров. Хотя эти пылевые бури не очень мощные из-за тонкой атмосферы Марса (примерно 0,5% плотности земной), они все же могут представлять значительную опасность. Фактически, глобальные пыльные бури были ответственны за потерю Возможность вездеход в 2018 году и Понимание посадочный модуль в прошлом году.
«Пылевые бури оказывают значительное влияние на марсоходы и посадочные аппараты на Марсе, не говоря уже о том, что произойдет во время будущих пилотируемых миссий на Марс. Эта пыль очень легкая и прилипает ко всему», — сказал Пиерис в недавнем пресс-релизе НАСА. «Несмотря на то, что давления ветра может быть недостаточно, чтобы опрокинуть оборудование, эти пылинки могут набрать большую скорость и забить астронавтов и их оборудование», — добавил Хейн. «Нам необходимо понять, что заставляет некоторые небольшие или региональные штормы перерастать в штормы глобального масштаба. Мы даже не до конца понимаем основы физики того, как пыльные бури возникают на поверхности».
В своем исследовании Пиерис и Хейн сосредоточились на штормах «А» и «С» — двух погодных условиях, которые, как правило, происходят каждый год на Марсе. Он заключался в анализе данных, собранных прибором Mars Climate Sounder на борту марсианского разведывательного орбитального аппарата (MRO) НАСА в течение 15 лет (восемь марсианских лет). В частности, они искали периоды необычного тепла, когда больше солнечного света проникало через тонкую атмосферу Марса и нагревало поверхность планеты. Они обнаружили, что примерно 68% крупных штормов на планете предшествовало резкое повышение температуры на поверхности, что приводило к поднятию пыли.
Хотя эти результаты не доказывают окончательно, что более теплые условия вызывают пылевые бури, они указывают на то, что те же явления, которые вызывают бури на Земле, могут действовать и на Марсе. Жарким летом в засушливых регионах теплый воздух у поверхности может подниматься через атмосферу, что приводит к образованию больших серых облаков, сигнализирующих о дожде. Сказал Пиерис:
«Когда вы нагреваете поверхность, слой атмосферы прямо над ней становится плавучим и может подниматься, увлекая за собой пыль. Это исследование не является завершением всех исследований по предсказанию штормов на Марсе. Но мы надеемся, что это шаг в правильном направлении».
Пиерис и Хейн сейчас собирают более свежие данные наблюдений Марса, чтобы продолжить исследование этих взрывоопасных погодных условий. В конце концов они надеются, что ученые смогут предсказывать погодные условия на Марсе на основе живых данных с планеты.
Дополнительная литература: Калифорнийский университет в Боулдере, АГУ24
