Марсианские пылевые дьяволы — это конвективные атмосферные вихри , которые возникают на поверхности Марса . Они были обнаружены по данным, полученным с зондов НАСА Viking , и были сфотографированы орбитальными спутниками и поверхностными марсоходами в последующих миссиях.
Хотя марсианские пылевые дьяволы по форме и внешнему виду сопоставимы с земными, они могут быть во много раз больше тех, что встречаются на Земле . Они могут быть достаточно мощными, чтобы представлять угрозу для марсоходов и другой техники, [1] хотя некоторые задокументированные встречи на самом деле приносили пользу марсоходам, очищая их от пыли.
Существование пылевых дьяволов на Марсе было подтверждено анализом данных с зондов Viking в начале 1980-х годов. Фотографии с орбитальных аппаратов Viking выявили следы на поверхности Марса, предположительно вызванные пылевыми дьяволами, а данные метеорологических приборов посадочных аппаратов подтвердили, что причиной являются конвективные вихри. [2] Орбитальные фотографии, ранее сделанные Mariner 9, также показали поверхностные линии, которые изначально считались гребнями сейфовых дюн , но на основании данных Viking 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 с помощью данных об атмосферном давлении и сфотографировал несколько пылевых дьяволов с помощью своей широкоугольной камеры. [2] 7 ноября 2016 года пять пылевых дьяволов высотой от 0,5 до 1,9 километра (от 0,31 до 1,18 мили) были сфотографированы в ходе одного наблюдения миссии Mars Orbiter в южном полушарии Марса. [4] 27 сентября 2021 года марсоход Perseverance напрямую столкнулся с марсианским пылевым дьяволом, сфотографировав и записав звук вихря во время его прохождения, что стало первым подобным наблюдением в истории исследования Марса . [5]
Perseverance Rover зафиксировал очень высокий пылевой дьявол вдалеке 30 августа 2023 года. Он находился примерно в 2,5 милях (4 километрах) от нас и двигался с востока на запад со скоростью около 12 миль в час (19 км в час). Его ширина составляла около 200 футов (60 метров). Несмотря на то, что в кадре камеры были видны только нижние 387 футов (118 метров) дьявола, ученые оценили его общую высоту примерно в 1,2 мили (2 километра) на основе длины его тени [6] — выше, чем средний торнадо на Земле. [7]
Пыльные дьяволы на Марсе образуются по тому же основному механизму, что и на Земле; в частности, солнечная энергия нагревает марсианскую поверхность, заставляя теплый воздух у земли подниматься через более холодный воздух наверху, создавая восходящий поток. Затем горизонтальный ветер вызывает вращение, образуя вихрь. Подъем поверхностного материала через вихрь создает видимого пылевого дьявола. Однако в среднем марсианские пылевые дьяволы примерно в три раза больше своих земных аналогов. Самые большие вихри могут достигать высоты до 8 километров и ширины до 700 метров и существовать более 25 минут. [8] [9] Большая высота марсианских пылевых дьяволов может быть связана с планетарным пограничным слоем , который в среднем на несколько километров толще земного. [10]
Пыльные вихри случаются на Марсе очень часто. Одна группа исследователей подсчитала частоту 1 событие за сол на каждый квадратный километр марсианской поверхности. [11]
Как и на Земле, они происходят в более теплое время года. Исследования выявили весьма предсказуемое сезонное поведение, при этом активность резко возрастает непосредственно перед весенним равноденствием на Марсе, достигает пика в середине лета и снижается после осеннего равноденствия. Равнина Амазонии была определена как регион, наиболее подверженный активности пыльных дьяволов на Марсе. [12]
Считается, что пылевые дьяволы играют важную роль в климате Марса . Поднимая большие объемы поверхностного материала высоко над землей, они могут быть ответственны за до 30% пыли, обнаруженной 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]
Большие пылевые вихри могут представлять опасность для оборудования с Земли. [1] Однако некоторые вихри имели и полезные эффекты. В 2005 году марсоход Spirit напрямую столкнулся с пылевым вихрем, который сдул пыль, скопившуюся на солнечных панелях марсохода, что значительно увеличило уровень мощности и повысило производительность исследований. [13] Внезапное, неожиданное восстановление выходной мощности также периодически наблюдалось у марсоходов Opportunity и Sojourner , что значительно увеличило срок их службы. Предполагалось, что причиной этих восстановлений были пылевые вихри. [10]
Следы, оставленные марсианскими пылевыми дьяволами, отличаются темным, нитевидным видом, хотя наблюдались и более светлые следы. [14] Их узоры выявляют несколько заметных тенденций, касающихся поведения пылевых дьяволов на Марсе. Пути, как правило, прямые или криволинейные, и могут быть до 75 километров в длину. Следы обычно идут с востока на запад в обоих полушариях, хотя в северном полушарии они часто указывают на ориентацию с северо-востока на юго-запад. [3]
Поверхностная фотография показала, что узоры следов крайне неустойчивы из-за пылевых бурь и других явлений, которые часто стирают следы, позволяя формироваться совершенно новым узорам. [15]
