Астрономія
Астрономія

«Персеверанс» не провів ні дня на Марсі без пилових дияволів

Команда марсохода «Персеверанс» представила аналіз пилових бур, вітрів і пилових дияволів, які зустрілися йому за першу половину часу перебування у кратері Єзеро. З'ясувалося, що принаймні раз на день поруч із ровером проходили пилові вихори. Разом із характером вітрів та частотою пилових бур на планеті вони можуть пояснити і пиловий серпанок в атмосфері Марса. Як марсохід переживав таку погоду і що його спостереження сказали про пиловий ландшафт планети, дослідники описали у статті, опублікованій у журналі Science Advances.

Порив вітру, якому вдалося здійняти пил на 117 сол перебування марсохода на планеті. NASA / Caltech-JPL / SSI

Порив вітру, якому вдалося здійняти пил на 117 сол перебування марсохода на планеті. NASA / Caltech-JPL / SSI


Чим ще «Персі» займається на Марсі

🎸Допомагає дізнатися, якою буде музика, якщо слухати її на Марсі

🚙Cамостійно рушає до дельти давньої марсіанської річки

🏖️ Підтверджує водне минуле Червоної планети — знаходить сліди озера


Чому нас цікавить марсіанський пил?

Рух піску по поверхні, його здіймання та перерозподіл поверхневого пилу сьогодні є основними причинами змін марсіанської поверхні та атмосфери. Наприклад, сильні пилові бурі різко змінюють температуру, щільність і циркуляцію в атмосфері, складаючи труднощі для техніки, що працює на планеті, і у майбутньому, людей. І при цьому пил у марсіанській атмосфері є цілий рік, а вчені до кінця не розуміють, які процеси відповідальні за його утримання там. Можливе пояснення полягає в сильних поривах вітру, інакше зчеплення ґрунту через меншу гравітацію, що полегшує піднесення пилу, а також часті появи «пилових дияволів» — вихрових структур, виникають у приповерхневому шарі атмосфери в жарку погоду, та здатні здіймати і переносити на великі відстані підняті з поверхні пил і пісок.

NASA / Caltech-JPL / ASU/MSSS/SSI

NASA / Caltech-JPL / ASU/MSSS/SSI

І найкраще для вивчення всіх цих факторів підходить «Персеверанс». На борту з ним в кратер Єзеро прибули датчики радіації та пилу, які виявляють пилові хмари та пилові вихори через зміни прямого та розсіяного сонячного світла, датчики тиску, температури, відносної вологості, а також сенсори зміни альбедо, які вкажуть на появу або, навпаки, видалення пилу з поверхні поруч. Крім того, на ровері встановлені мікрофони, з якими можна отримати інформацію про турбулентність, вихори та активність вітрів на планеті, а також камери високої роздільної здатності, які можуть їх побачити.

І тепер міжнародна група вчених презентує результати роботи всіх цих інструментів за перші 216 солів місії ровера — з ранньої весни до початку літа на північній півкулі Марса.

Які вітри дмуть на Марсі?

У ході аналіз даних з марсохода, з'ясувалося, що повз «Персеверанс» щодня у середньому проходило по чотири вихори, чверть з яких можна охарактеризувати як пилових дияволів. При цьому за всі аналізовані 2016 солів «Персеверанс» зустрів чотири конвективні вихори, які локально здіймали пил, однак з'ясувалося, що для цього вітер мав досягти тангенціальної швидкості у 15 метрів на секунду або за падіння тиску до 2,6 паскаля.

Пиловий диявол, який вдалося зняти на відео за допомогою камери Navcam на борту марсохода. Claire Newman et al. / Science Advances, 2022

Пиловий диявол, який вдалося зняти на відео за допомогою камери Navcam на борту марсохода. Claire Newman et al. / Science Advances, 2022

Найзапиленіший вихор ровер зустрів на 213 сол, діаметр якого оцінили у 300 метрів, однак другим наймасштабнішим виявився вихор, який стався на 57 сол, діаметр якого оцінили у 30 метрів. Це, на думку вчених, свідчить про те, що вихори, які можуть підняти велику кількість пилу, не обов'язково мають бути великого діаметра, однак мають бути інтенсивними з точки зору швидкості вітру та перепадів тиску.

Може «Персеверансу» просто не пощастило з місцем посадки?

Все, що передав вченим «Персеверанс», вони порівняли із даними з інших апаратів, які працюють або працювали на Марсі. Так у таку ж пору року пилові вихори і дияволи фіксували марсохід «К'юріосіті» у кратері Ґейла та посадковий модуль InSight у рівнині Елізіум. Однак з усіх вихорів, що бачив «К'юріосіті», пил несли не більше 4 відсотків - це дослідники дійсно пов'язують із особливостями місця посадки, адже згідно з моделями, у кратері Ґейла таких вихорів має бути дійсно менше, ніж у Єзеро.

Водночас InSight спостерігав приблизно таку саму активність, як і «Персеверанс», навіть враховуючи, що швидкість вітрів у місці його роботи майже вдвічі більша. Дослідники наголошують, що і спостережувана обома апаратами інтенсивність вихорів дуже схожа. Однак попри це, на момент написання статті InSight жодного разу не фіксував пилових дияволів, що вчені пояснюють меншою кількістю пилу на поверхні поруч із ним. У поєднанні з орбітальними даними це дає можливість припустити, що і InSight, і «К'юріосіті» працюють у регіонах з набагато більшою щільністю пилу.

Характер вітру в кратері Єзеро загалом відповідає прогнозам, які складали вчені перед посадкою «Персеверанса»: сильні денні вітри, які обумовлені конвекційними осередками разом із регіональними вітрами на схилах басейну рівнини Ісіди, а також слабші нічні вітри. Втім, моделі хоч і припускали здатність поривів вітру підіймати пил, частка запилених вихорів виявилася набагато вищою. Таким чином, вчені роблять висновок, що пилові дияволи та пориви вітру здатні підіймати достатню кількість пилу навіть за відсутності штормової погоди, підтримуючи пиловий серпанок в атмосфері планети.

Більше про роботу «Персеверанса» на Марсі ми розповідали у наших підсумках на честь року його перебування на планеті. Також у наших матеріалах можна послухати, як звучить Марс: наприклад, тут і тут.


Фото в анонсі: NASA / Caltech-JPL / ASU/MSSS/SSI