Марсіанські пилові вихори розкрили таємниці вітрів на Червоній планеті

Марс володіє надзвичайно розрідженою атмосферою, обсяг якої становить менше одного відсотка від земної. Попри це, науковці фіксують на планеті інтенсивні вітри та пилові бурі. Нове дослідження, опубліковане у виданні Science Advances, вперше детально сфотографувало пил, зібраний вітрами у так звані пилові вихори — обертові стовпи пилу та повітря, які переміщуються поверхнею планети.

Це дослідження дає чіткіше розуміння клімату Марса та його пилового циклу, що відіграватиме важливу роль у плануванні майбутніх місій на Червону планету.

«Пилові вихори роблять зазвичай невидимий вітер видимим», — каже Валентин Бікель, перший автор дослідження з Бернського університету у Швейцарії. «Вимірюючи їхню швидкість та напрямок руху, ми почали картографувати вітер по всій поверхні Марса. Раніше це було неможливо, оскільки ми не мали достатньо даних для проведення такого виду вимірювань у глобальному масштабі».

Бікель та його команда вимірювали швидкість пилових вихорів, аналізуючи супутникові знімки поверхні планети, отримані за допомогою стереокамери високої роздільної здатності на борту орбітального апарата Mars Express Європейського космічного агентства, а також системи кольорового та стереоскопічного зображення поверхні на борту орбітального апарата ExoMars Trace Gas Orbiter.

«Стереознімки — це зображення одного й того ж місця на поверхні Марса, зроблені з інтервалом у кілька секунд», — пояснює співавтор дослідження Ніколас Томас з Бернського університету, який допомагав розробляти камеру CaSSIS. «Тому ці зображення можна використовувати для вимірювання руху пилових вихорів».

Команда ідентифікувала та перевірила 384 пилових вихори на знімках CaSSIS та 655 на знімках HRSC. Хоча пилові вихори були виявлені по всьому Марсу, їх частіше спостерігали у посушливих місцях протягом літніх та весняних місяців. Зазвичай вони тривали лише кілька хвилин, досягаючи піку активності між 11:00 та 14:00 за місцевим сонячним часом.

«Тепер, коли ми знаємо, де зазвичай трапляються пилові вихори, ми можемо спрямовувати більше знімків саме на ці місця та час», — каже Бікель. «Ми також координуємо місії для зйомки одних і тих самих пилових вихорів одночасно, щоб мати можливість порівнювати вимірювання руху та перевіряти дані».

Коли дослідники проаналізували зображення, вони виявили, що пилові вихори та навколишні вітри досягають швидкості до 158 кілометрів на годину. Попередні дослідження припускали, що вітри на Марсі здебільшого залишаються нижче 50 кілометрів на годину, досягаючи максимуму 100 кілометрів на годину лише у рідкісних випадках.

«Наші дані показують, де і коли вітри на Марсі, здається, достатньо сильні, щоб піднімати пил з поверхні», — каже Бікель. «Це перший раз, коли такі висновки доступні у глобальному масштабі за період близько двох десятиліть».

Дослідники сподіваються, що їхня робота допоможе створити кліматичні та метеорологічні моделі для планети, які будуть вирішальними для майбутніх марсіанських місій. Зокрема, ці висновки суттєво вплинуть на моделі атмосфери Марса.

«За допомогою нових відкриттів щодо динаміки вітру ми можемо моделювати марсіанську атмосферу та пов'язані з нею процеси на поверхні більш точно», — каже співавтор Даніела Тірш з Інституту космічних досліджень Німецького аерокосмічного центру. «Краще розуміння вітрових умов на Марсі має вирішальне значення для планування та виконання майбутніх посадкових місій».

Дослідження також інформує науковців про те, як могли сформуватися дюни та схилові смуги на Марсі. «Наші вимірювання можуть допомогти вченим сформувати розуміння вітрових умов у місці посадки перед приземленням, що може допомогти їм оцінити, скільки пилу може осісти на сонячних панелях марсохода — і, відповідно, як часто вони повинні самоочищатися», — каже Бікель. «У довгостроковій перспективі наші дослідження повинні допомогти зробити планування марсіанських місій більш ефективним».