Марсианская пыль оказалась опаснее радиации: неожиданный убийца из космоса

Недавно опубликованное исследование в журнале Physics of Plasmas раскрывает новые подробности о пылевых вихрях на Марсе, которые могут представлять угрозу для оборудования НАСА, включая марсоходы, такие как Perseverance.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Поверхность Марса

Учёные обнаружили, что движение частиц пыли внутри этих вихрей способно создавать электрические токи, которые, в свою очередь, могут порождать молнии. Это открытие вызывает опасения, что электрифицированная пыль может прилипать к технике, нарушая её работу.

Пылевые вихри — довольно распространённое явление на поверхности Красной планеты, что объясняется её сухостью, пыльностью, меньшей гравитацией и разреженной атмосферой. Чтобы понять, как они возникают, нужно рассмотреть процесс их формирования. Солнце нагревает марсианскую поверхность, что приводит к нагреву воздуха над ней.

Горячий воздух, будучи легче холодного, поднимается вверх, создавая восходящие потоки. Эти потоки, проходя через холодные слои, вызывают изменения в движении ветров, формируя вихри. В некоторых случаях вихрь начинает вращаться и вытягиваться по вертикали, набирая скорость и поднимая пыль с поверхности, что и создаёт характерные пылевые столбы. На Марсе такие вихри могут достигать высоты, в три раза превышающей земные аналоги.

Новое исследование показало, что внутри этих пылевых вихрей могут возникать электрические разряды, подобные молниям. На Земле молнии образуются в грозовых облаках из-за трения между частицами воды и льда, что создаёт электрические заряды.

На Марсе же, как выяснили учёные, аналогичный процесс происходит за счёт трения частиц пыли внутри вихрей. Для подтверждения этой гипотезы исследователи использовали компьютерные модели, которые продемонстрировали, как электрические заряды формируются внутри пылевого столба.

Руководитель исследования из Отдела планетарных наук Исследовательской лаборатории физики Индии отметил в беседе с порталом Space. com, что возможность непосредственного наблюдения таких молний в будущем является наиболее захватывающей частью их работы.

Кроме того, исследование впервые затронуло вопрос распределения частиц пыли по размерам внутри вихря, что ранее не изучалось.

Однако не все учёные разделяют оптимизм авторов исследования. Профессор Университета Райхмана в Израиле, специализирующийся на изучении планетарных молний, выразил удивление тем, что авторы обсуждают вероятность молний в пылевых вихрях, игнорируя тот факт, что для их возникновения требуются гораздо более низкие электрические поля.

В свою очередь, профессор астрофизики из Университета штата Аризона подчеркнул, что предсказание молний даже на Земле остаётся сложной задачей, и для подтверждения этого явления на Марсе необходимы прямые наблюдения, которых пока нет. Оба учёных не участвовали в данном исследовании.

Пылевые вихри на Марсе представляют потенциальную угрозу для марсоходов НАСА. Впервые это явление было зафиксировано марсоходом Viking, а позже подтверждено снимками с Curiosity и Perseverance.

Хотя в некоторых случаях вихри могут быть полезны — например, в 2005 году вихрь очистил пыль с солнечных панелей марсохода Spirit, что позволило ему продолжить работу, — в целом пыль остаётся серьёзным препятствием. Электрифицированная пыль, особенно если внутри вихрей действительно возникают молнии, может ещё больше осложнить эксплуатацию оборудования на Красной планете.

Уточнения

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства — независимое агентство федерального правительства США, находящееся в подчинении непосредственно президента США.