Пил чортів слідів. Кредит зображення: NASA / JPL. Натисніть, щоб збільшити
Ах, марсіанське літо! Нарешті, дні довгі, як на дорогій старій Землі. А денні максимуми ракети аж до бальних 20 ° C (68 ° F) від літнього нічного рівня до -90 ° C (-130 ° F), це означає, що ви та ваші колеги-космонавти можете прогріти вашу техніку раніше, щоб отримати хороший старт в гірничих роботах.
Пил чортів на Марсі утворює так само, як це роблять у пустелях на Землі. "Вам потрібен сильний нагрівання поверхні, тому земля може нагріватися більше, ніж повітря над нею", - пояснює Леммон. Нагріте менш щільне повітря близько до землі піднімається, пробиваючи шар прохолоднішого щільніше повітря вгорі; піднімаються шлаки гарячого повітря і падаючі шматки прохолодного повітря починають циркулювати вертикально в осередках конвекції. Тепер, якщо горизонтальний порив вітру прориває, "він повертає конвекційні осередки на їх сторонах, тому вони починають крутитися горизонтально, утворюючи вертикальні стовпчики - і починаючи пилового диявола".
Гаряче повітря, що піднімається через центр стовпа, приводить у дію крутяче повітря все швидше - досить швидко, щоб почати збирати пісок. Пісок, що очищає землю, потім викидає дрібнодисперсний мучний пил, а центральна колона гарячого повітря, що піднімається, пилить високо вгору. Як тільки переважаючі горизонтальні вітри почнуть штовхати чортів пилу по землі, дивіться!
"Якщо б ви стояли поруч із ровером" Spirit "прямо зараз (у кратері Гусєва) посеред дня, ви могли б побачити півдесятка чортів пилу", - каже Леммон. Кожного марсіанського весняного чи літнього дня пилові чорти починають з’являтися близько 10 години ранку, коли земля нагрівається, і починають спочивати близько 3 вечора, коли земля охолоджується (сонячний день Марса на 24 години 39 хвилин - це лише на 39 хвилин довше, ніж у Землі?). Хоча точна частота та тривалість марсіанських пилових чортів невідомі, фотографії з Марс Глобального обстеження на орбіті виявляють незліченну кількість мандрівних доріжок на всіх широтах планети. Ці сліди перетинають поверхню, де пилові чорти відбирають пухкий поверхневий матеріал, щоб виявити ґрунт різного кольору.
Більше того, фактичні пилові чорти були сфотографовані з орбіти - деякі з них великі від 1 до 2 кілометрів в їхній основі та (від їхніх тіней) чітко височіли від 8 до 10 км у висоту.
Що, однак, інтригує Фаррелла від того, щоб гнати чортів пилу в пустелі Арізони, це дивний факт, що земні чортові пили мають електричний заряд - і марсіанські пилові чорти теж можуть бути.
Пилові чорти отримують свій заряд від піщинок і пилу, що труться разом у вихорі. Коли певні пари несхожих матеріалів натираються разом, один матеріал віддає частину своїх електронів (негативні заряди) іншому. Таке розділення електричних зарядів називається трибоелектричним зарядом, приставка "tribo" (вимовляється TRY-bo), що означає "затирання". Трибоелектрична зарядка змушує волосся стояти на кінчику, коли ви протираєте повітряну кулю об голову. Пил і пісок, як пластик і волосся, утворюють триболелектричну пару. (Пил і пісок не обов’язково виготовлені з одних і тих же речей, зазначає Лимон, тому що "пил може видуватися з будь-якого місця".) Менші частинки пилу, як правило, заряджають негативом, забираючи електрони з більших піщаних зерен.
Оскільки центральний стовп гарячого повітря, що піднімає пил, переносить негативно заряджений пил вгору і залишає більш важкий позитивно заряджений пісок, що закручується біля основи, заряди відокремлюються, створюючи електричне поле. "На Землі за допомогою приладів ми вимірювали електричні поля порядку 20 тис. Вольт на метр (20 кВ / м)", - говорить Фаррелл. Це арахіс порівняно з електричними полями наземних гроз, де блискавка не спалахує, поки електричні поля не стають в 100 разів більшими - достатньо, щоб іонізувати (розбивати) молекули повітря.
Але лише 20 кВ / м "дуже близький до розпаду тонкої марсіанської атмосфери", - зазначає Фаррелл. Більш суттєво, марсіанські пилові чорти настільки більше, ніж їх наземні аналоги, що накопичена електрична енергія може бути набагато вище. "Як би випустити ці поля?" він питає. "Чи були б у вас марсіанські блискавки всередині пилових чортів?" Навіть якщо звичайно блискавка не виникає природним шляхом, присутність космонавта, ровера або середовища існування може спричинити ниткоподібні розряди або локальну дугу. "На що ви дійсно повинні стежити - це куточки, де електричні поля можуть стати дуже сильними", - додає він. "Ви можете захотіти, щоб ваш транспортний засіб або середовище існування були округлими."
Іншим питанням для космонавтів на Марсі було б "радіостатичне, як заряджене зерно потрапило в антену голого дроту", - застерігає Фаррелл. І після того, як пиловий чорт перейшов і його не було, міцним сувеніром його проходження стане підвищена адгезія пилу до скафандрів, транспортних засобів та середовищ існування за допомогою електростатичного чіпляння - те саме явище, яке змушує шкарпетки злипатися, коли витягуються з одягу сушарка - ускладнення очищення перед тим, як повернутися до місця проживання.
Оскільки марсіанські пилові чорти можуть підніматися на висоту від 8 до 10 кілометрів, зараз планетарні метеорологи вважають, що чорти можуть відповідати за викидання стільки пилу високо в марсіанську атмосферу. Важливо для астронавтів, що пил також може нести негативні заряди високо в атмосферу. Підвищення зарядів у верхівці шторму може становити небезпеку для ракети, що вилітає з Марса, як це сталося з Аполоном 12 в листопаді 1969 року, коли він піднявся з Флориди під час грози: вихлоп ракети іонізував або руйнував молекули повітря, залишаючи слід заряджених молекул аж до землі, запускаючи блискавку, яка вразила космічний корабель.
"Ранні морські мореплавці, як Колумб, розуміли, що їхні кораблі повинні бути розроблені для екстремальних погодних умов", - зазначає Фаррелл. "Щоб створити місію на Марс, ми повинні знати крайності марсіанської погоди - і такі крайнощі виглядають у вигляді пилових штормів і чортів".
Оригінальне джерело: NASA News Release
