Электрически заряженные марсианские штормы угрожают будущим исследованиям

Фото из открытых источников

Пылевые бури на Марсе — одни из самых захватывающих и загадочных процессов на поверхности планет, когда-либо наблюдавшихся, поскольку Земля, Марс и спутник Сатурна Титан — единственные известные планетарные тела, на которых существуют активные пылевые бури. Однако главное отличие Марса заключается в том, что его пылевые бури могут одновременно покрывать всю планету, в результате чего поверхность становится совершенно ненаблюдаемой и блокирует солнечный свет. 

Научное сообщество обеспокоено тем, что это может помешать роботизированным и даже пилотируемым космическим исследованиям. Но что, если покрытие поверхности и блокирование солнечного света — не единственная проблема, которую глобальные пылевые бури на Марсе могут создать для будущих миссий?

Теперь ученые из Университета Алабамы в Хантсвилле (UAH) и Космического центра имени Маршалла НАСА предположили, что марсианские пылевые бури могут вызывать электрический заряд в нижних слоях атмосферы. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале The Planetary Science Journal, они проанализировали данные за 34-й марсианский год, полученные из базы данных климата Марса версии 6.1, которая представляет собой общедоступный набор данных о погоде на Марсе с высоким разрешением, использующий данные моделирования общей циркуляции атмосферы Марса (GCM).

Для сравнения, один марсианский год эквивалентен 687 земным дням, а отслеживание марсианских лет началось в 2000 году с отправной точки 11 апреля 1955 года, что совпало с периодом непосредственно перед глобальной пылевой бурей, наблюдавшейся на Марсе в 1956 году. В данном исследовании марсианский 34-й год охватывал период с 5 мая 2017 года по 23 марта 2019 года и был специально сфокусирован на глобальной пылевой буре, произошедшей в середине 2018 года.

В итоге исследователи обнаружили, что электрические поля образуются в нижних слоях атмосферы Марса, в условиях, благоприятных для пробоя. Команда отмечает, что это может иметь значение для будущих космических аппаратов на Марсе, помимо просто пыльных условий, снижающих видимость и доступ солнечного света. В частности, команда подчеркнула, как электрические поля создаются под воздействием физической среды и какие последствия это может иметь для будущего исследования поверхности Марса.

«В рамках будущих исследований Марса наше исследование предполагает, что крупные пылевые бури следует оценивать не только как атмосферные, тепловые и опасные с точки зрения видимости факторы, но и как структурированные электростатические среды», — сказала Чали Идоса Уга из Университета Алабамы в Хантсвилле. «Мы не оцениваем количественно риск для конкретного космического аппарата, среды обитания, прибора или системы связи. Мы показываем, что во время глобальной пылевой бури 34-го марсианского года в нижних слоях атмосферы образовались локализованные и зависящие от высоты области, где могло сохраняться разделение зарядов, а смоделированные электрические поля приблизились к условиям, благоприятным для пробоя».

Глобальная пылевая буря на Марсе в середине 2018 года имела особое значение, поскольку она не только отслеживалась марсоходом НАСА «Кьюриосити» из кратера Гейл, но и в конечном итоге привела к печальному завершению многолетней миссии марсохода НАСА «Оппортьюнити» (также известного как «Оппи»). Дело в том, что, хотя «Оппи» просуществовал намного дольше предполагаемого срока службы благодаря пылевым вихрям, очищавшим его солнечные панели и позволявшим ему заряжать батареи, эта глобальная пылевая буря полностью помешала марсоходу заряжать батареи из-за резкого уменьшения солнечного света. Одновременно с этим, орбитальные космические аппараты, в частности, MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) НАСА, MAVEN, и Trace Gas Orbiter ЕКА, отслеживали, как глобальная пылевая буря повлияла на глобальные ветровые потоки, атмосферное водяное пар и солнечное тепло на Красной планете.

Это исследование появилось в то время, когда НАСА планирует отправить людей на Красную планету в течение следующего десятилетия. Поэтому подобные исследования демонстрируют экологические трудности, с которыми будущим астронавтам придется столкнуться, чтобы жить и работать на поверхности Марса. Но это исследование также полезно для разработки методов выживания в суровых условиях, таких как глобальные пылевые бури, а также недостаток кислорода, атмосферного давления и воды.