Пылевые бури на Марсе
Как возникают пылевые бури на Марсе, чем они отличаются от земных ураганов, почему глобальные бури опасны для аппаратов на солнечных батареях и как они влияют на климат и потерю воды.
На Марсе бывают самые крупные пылевые бури в Солнечной системе: иногда они охватывают всю планету. Это главная особенность марсианской погоды и главная опасность для техники на его поверхности.
Как они возникают
Атмосфера Марса состоит в основном из углекислого газа и очень разрежена: давление у поверхности около одного процента земного. Пыль — частицы размером в несколько микрометров — поднимают ветры и маленькие вихри-«пылевые дьяволы». Пыль поглощает солнечный свет и нагревает воздух, а нагретый воздух усиливает ветер: так буря сама себя подкрепляет. Чаще всего это бывает во время южной весны и лета, когда Марс находится ближе к Солнцу.
Виды бурь
- Местные — охватывают участок в сотни километров и проходят за дни.
- Региональные — тянутся на тысячи километров.
- Глобальные — закрывают почти всю планету и продолжаются недели и месяцы. Они случаются не каждый марсианский год: по наблюдениям, примерно раз в несколько лет. Среди известных — бури 1971 года (в это время к планете прибыл «Маринер-9» и увидел только пыль), 2001, 2007 и 2018 годов.
Ветер без силы
В фильме «Марсианин» буря срывает оборудование, но физика другая. Скорость ветра на Марсе в бурях может достигать десятков метров в секунду, однако из-за разреженности атмосферы давление ветра ничтожно: он поднимает пыль, но не валит предметы. Опасность не в силе, а в пыли: она оседает на солнечные панели, затемняет небо и лишает аппараты энергии, а холод ночью усиливается.
Буря 2018 года и конец «Оппортьюнити»
Буря, начавшаяся в конце мая 2018 года, быстро стала глобальной. Марсоход «Оппортьюнити», работавший от солнечных батарей («Марсоходы»), 10 июня 2018 года перестал выходить на связь. Попытки восстановить связь после окончания бури не удались, и NASA в феврале 2019 года объявило о завершении миссии. «Кьюриосити» и «Персеверанс» питаются от радиоизотопных источников и пережидали бурю. Спускаемый аппарат InSight прекратил работу в декабре 2022 года, когда пыль, накопившаяся на панелях, перестала пропускать достаточно света.
Что дают бури науке
- Климат. Пыль в атмосфере меняет температуру и циркуляцию воздуха («Марс: вода и климат»).
- Потеря воды. Во время бури водяной пар поднимается на большую высоту, где Солнце расщепляет его; лёгкий водород уходит в космос. Наблюдения орбитальных аппаратов, в частности европейско-российского TGO и MAVEN, показали, что бури заметно ускоряют этот процесс («Орбитальные аппараты Марса»).
- Планы на будущее. Пыль нужно учитывать при проектировании жилья и энергетики для будущих экспедиций.