Марсианские пылевые вихри — это конвективные атмосферные вихри , возникающие на поверхности Марса . Они были обнаружены по данным, полученным от зондов 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 столкновения фактически принесли пользу марсоходам, очистив их от пыли.
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 хребтами дюн Сейф , но на основе данных «Викинга» они также оказались следами пылевых дьяволов. [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 об атмосферном давлении и сфотографировал несколько пылевых вихрей с помощью своей широкоугольной камеры. [2] 7 ноября 2016 года в ходе одного наблюдения миссии Mars Orbiter в южном полушарии Марса были получены изображения пяти пылевых вихрей высотой от 0,5 до 1,9 километра . [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] — это выше, чем высота средний торнадо на Земле. [7]
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 на каждый квадратный километр марсианской поверхности приходится одно событие за один день . [11] [12] [13]
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. [14]
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 положительное 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. [15] Внезапное, неожиданное восстановление выходной мощности также периодически наблюдалось на марсоходах Opportunity и Sojourner , что значительно продлевало срок их эксплуатации. Причиной этих обнаружений предположительно были пылевые дьяволы. [10]
Следы, оставленные марсианскими пылевыми вихрями, отличаются темным нитевидным внешним видом, хотя наблюдались и более светлые следы. [16] Их закономерности показывают несколько заметных тенденций в поведении пылевых дьяволов на Марсе. Трассы, как правило, прямые или криволинейные, а их 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. [17]
