В погоне за ураганом: марсианские аппараты изучают пылевую бурю на красной планете
Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 14.08.2018

Scroll to top

Top

Нет комментариев

В погоне за ураганом: марсианские аппараты изучают пылевую бурю на красной планете

shortstoryf

Для учёных, которые исследуют Марс с помощью орбитальных аппаратов, весь прошлый месяц стал поистине золотым. На красной планете появилась глобальная песчаная буря, сформировавшаяся посредством серии ураганов. В настоящее время она настолько большая, что окутывает всю планету. Планетологи утверждают, что такие явления не так уж и редки для Марса — они появляются каждый шесть-восемь земных лет, что примерно составляет три-четыре марсианских года. Но, несмотря на частоту их возникновения, учёные всё ещё не могут прийти к пониманию того, как ураганы формируются и развиваются.

Как известно, в июне 2018 года как раз возник такой ураган, который охватил планету. Однако изначально, ещё где-то 30 мая, учёные наблюдали лишь небольшую песчаную бурю. Но к 20 июня она стала глобальной. Естественно, это вызвало беспокойство относительно текущих миссий марсоходов, поскольку, например, Opportunity работает исключительно на солнечной энергии. Поэтому инженерам пришлось приостановить его научную работу, чтобы сохранить заряд батарей. С 18 июля 2018 года от Opportunity не было получено никакого ответа.

К счастью, вся эта пыль действует как атмосферный изолятор, не позволяя ночным температурам воздействовать на марсоход. Но это не означает, что 15-летний марсоход Opportunity находится вне опасности. Могут потребоваться недели или даже месяцы, чтобы пыль улеглась. Основываясь на данных глобального шторма в 2001 году, специалисты НАСА оценивают, что плотность частичек пыли в атмосфере может снизиться в сентябре, тогда ровер и сможет включиться и послать сообщение на Землю.

Марс

Сравнение внешнего вида Марса в 2016 году и 18 июля 2018 года. Источник: NASA, ESA, and STScI

Когда небо на Марсе полностью очистится, солнечные батареи Opportunity могут быть покрыты тонкой плёнкой пыли. Это может задержать восстановление ровера, поскольку ему нужно будет накопить достаточное количество энергии, чтобы перезарядить батареи. Порыв ветра, который смёл бы пыль с панелей, может помочь, но это не является необходимым условием для полного восстановления работоспособности марсохода. И в то время как команда Opportunity находится в напряжённом ожидании известий от своего марсохода, другие специалисты, занятые в работе с орбитальными аппаратами, получили редкий шанс изучить этот марсианский феномен.

Так, аппараты Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), Mars Odyssey и Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) приспосабливают своё орбитальное положение для наблюдения за красной планетой и изучения этого глобального урагана. Учёные ожидают, что полученная информация позволит составить подробную метеорологическую карту Марса. Между тем, марсоход Curiosity продолжает изучение песчаной бури с поверхности Марса.

Ниже представлен обзор того, чем заняты орбитальные аппараты в настоящее время, и что мы можем понять, проанализировав их данные.

Аппарат Mars Odyssey

С помощью инструмента THEMIS (Thermal Emission Imaging System) учёные смогут отследить температуру поверхности и атмосферы Марса, а также количество пыли в атмосфере. Это позволит наблюдать то, как песчаная буря растёт, развивается и рассеивается с течением времени.

«Это одно из самых больших погодных явлений, которые мы наблюдали на Марсе начиная с 1960-х годов, когда начались его активные исследования. То, что мы видим ещё один пример песчаной бури, помогает нам понять то, что происходит в наше время на этой планете», — Майкл Смит, учёный из Центра космических полётов имени Годдарда.

С тех пор, как образовалась эта песчаная буря, команда THEMIS увеличила частоту наблюдений за глобальной атмосферой со значения один раз за десять дней до двух раз в неделю. Таким образом, специалисты пытают разобраться с самым важным вопросом: как эти песчаные бури становятся такими глобальными?

«Каждый марсианский год в течение сезона перемещения пыли, возникает множество локальных или региональных ураганов, которые покрывают только какую-то часть планеты. И мы не можем понять, как они иногда могут вырастать до размеров всей планеты», — удивляется Смит.

Аппарат Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

MRO имеет два инструмента, способные изучать песчаную бурю. Каждый день камера MARCI создаёт карту всё планеты, чтобы отследить развитие урагана, а в это время инструмент Mars Climate Sounder (MCS) измеряет то, как изменяется температура атмосферы в зависимости от высоты. Начиная с конца мая 2018 года эти приборы наблюдали начало и быстрое увеличение песчаной бури на Марсе.

С этими данными исследователи лучше понимают то, как ураган изменяет температуру атмосферы Марса. Точно так же, как в атмосфере Земли, изменения температуры атмосферы Марса может влиять на направление ветра и даже на циркуляцию самой атмосферы. Таким образом, удаётся наблюдать сильную обратную связь: нагрев пыли от Солнца, поднятой в атмосферу, повышает общую температуру, что изменяет движение ветров, которые могут усилить ураган, подняв ещё больше пыли с поверхности.

Учёные хотят знать все детали этого урагана: где потоки воздуха поднимаются и опускаются, какова сейчас температура атмосферы по сравнению с годом без урагана, и точно также как команда Mars Odyssey, команда MRO хочет понять то, как эти песчаные бури становятся глобальными.

«Сам факт того, что глобальный ураган может начаться с локального шторма площадью с небольшое государство, является удивительным явлением», — Рич Зурек, координатор проекта MRO.

Учёные хотят узнать, почему такие ураганы возникают каждые несколько лет. А понять это сложно без длительной регистрации таких событий. Это походило бы на то, если бы пришельцы наблюдали Землю и видели климатические эффекты от Эль-Ниньо, а затем попытались понять, почему некоторые регионы Земли испытывают избыток дождя, а другие — засухи, причём, такое явление возникает из года в год.

MAVEN

«С тех пор как MAVEN вышел на орбиту Марса, одной из целей, которую мы преследовали, было исследование песчаной бури», — Брюс Якоски, исследователь миссии MAVEN.

Но этот орбитальный аппарат не изучает саму песчаную бурю. Скорее, его миссия направлена на исследование того, как этот ураган влияет на верхние слои атмосферы Марса, которые расположились на высоте 100 километров над его поверхностью, куда пыль даже не поднимается. Миссия MAVEN состоит в том, чтобы выяснить то, что происходило с ранней атмосферой красной планеты. Мы знаем, что в некоторый момент времени миллиарды лет назад на поверхности существовала жидкая вода, как в озёрах, так и в текущих реках. Это означает, что древняя атмосфера, возможно, была более плотной и более изолированной, как на Земле. С момента своего выхода на орбиту в 2014 году MAVEN выяснил, что эта атмосфера, возможно, была унесена потом солнечного ветра. Процесс уноса протекал в течение нескольких сотен миллионов лет, а происходило это всё где-то 3.5-4 миллиарда лет назад.

Но есть и другие нюансы, которые было бы неплохо прояснить. Среди них вопрос о том, как песчаные бури, такие как нынешняя, влияют на унос молекул атмосферы в космос. Известно же, что песчаная буря действует как изолятор, улавливая тепло от Солнца. Такой нагрев способен изменить способ, с помощью которого молекулы улетучиваются? Также вероятно и то, что, поскольку атмосфера нагревается, больше водяного пара поднимается достаточно высоко, где молекулы воды под воздействием солнечного ветра разрушаются, выбрасывая атомы водорода в космос.

Учёные MAVEN пока ещё не нашли ответы на эти вопросы, но орбитальная станция совершает до пяти оборот в день вокруг Марса, поэтому решение всех этих головоломок не за горами.

Марсоход Curiosity

Большинство космических аппаратов изучает песчаную бурю сверху. А у марсохода Curiosity в этом плане есть уникальная возможность наблюдать за ураганом с первых рядом. Эта научная станция оснащена ядерной силовой установкой, поэтому она в целом неуязвима для падения освещённости из-за пыли. Это позволяет марсоходу продолжать получать научные данные даже в условиях такой бежевой завесы, окутывающей всю планету.

«Мы сейчас прямо работаем в двух режимах. Как вы помните, недавно мы восстановили работоспособность бура марсохода, к аналитическим приборам передан новый образец породы. И в то же время мы используем все возможности, чтобы понять развитие урагана», — говорит Ашвин Васавада, координатор проекта Curiosity.

У этого ровера есть множество «глаз», с помощью которых он может определить концентрацию и размер частичек пыли, основываясь лишь на том, как они рассеивают и поглощают свет. Среди этих приборов камера Mastcam, ChemCam и ультрафиолетовый сенсор на приборе REMS, который является комплексом метеоприборов. REMS также может помочь исследовать атмосферные потоки — изменения в давлении, которые перемещаются как волны через разреженный воздух по всей планете. Эти потоки изменяются везде, где присутствует глобальный ураган, не только в самом кратере Гейла.

Глобальный ураган также может раскрыть секреты о марсианских пылевых вихрях и ветрах. Пылевые вихри могут возникнуть, когда температура поверхности планеты поднимается выше воздуха над ней. Нагревание генерирует воздушные завихрения, некоторые из которых захватывают и частички пыли, становясь пылевыми вихрями. Во время песчаной бури меньше солнечного света достигает поверхности, соответственно, ниже и дневные температуры. Это означает, что поверхность будет пересекать меньшее количество этих вихрей.

Даже процесс бурения твёрдой породы может что-то полезное рассказать о песчаной буре. Всё дело в том, что наблюдение за поведением сыпучего порошка, образовавшегося в результате бурения, является самым лучшим способом контролировать движение ветра.

По информации НАСА.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google