Putekļu velna dziesmas. Attēla kredīts: NASA / JPL. Noklikšķiniet, lai palielinātu
Ah, marsiešu vasara! Visbeidzot, dienas ir garas, tāpat kā uz vecās, vecās Zemes. Dienas augstuma raķete visu laiku līdz pat mierīgai 20 ° C (68 ° F) no vasaras zemākās temperatūras -90 ° C (-130 ° F) nozīmē, ka jūs un jūsu kolēģi astronauti varat iesildīties jūsu mašīnās agrāk, lai nokļūtu labs ieguves darbu sākums.
Putekļu velni uz Marsa veidojas tāpat kā tuksnešos uz Zemes. “Jums ir nepieciešama spēcīga virsmas apsildīšana, tāpēc zeme var kļūt karstāka nekā gaiss virs tās,” skaidro Lemmons. Uzkarsēts mazāk blīvs gaiss, kas atrodas tuvu zemei, paceļas, caurdurot virs vēsāka blīvāka gaisa slāņa; pieaugošie karstā gaisa un krītošā vēsā gaisa slāņi vertikāli sāk cirkulēt konvekcijas kamerās. Tagad, ja caurpūš horizontāla vēja brāzma, “tā pagriež konvekcijas šūnas no sāniem, tāpēc tās sāk griezties horizontāli, veidojot vertikālas kolonnas un uzsākot putekļu velnu”.
Karstais gaiss, kas paceļas caur kolonnas centru, virpuļojošo gaisu virza vēl ātrāk - pietiekami ātri, lai sāktu smilšu savākšanu. Tad smiltis, kas berž zemi, izvada smalkos putekļus un karsto gaisa boju centrālo kolonnu, kas putekļos atrodas augstu. Tiklīdz valdošie horizontālie vēji sāk putekļu velnu stumt virs zemes, esiet piesardzīgs!
"Ja dienas vidū jūs stāvētu blakus Spirit roverim [Gusevas krāterī], jūs varētu redzēt pusduci putnu velnu," saka Lemmons. Katru Marsa pavasara vai vasaras dienu putekļu velni sāk parādīties apmēram plkst. 10:00, kad zeme sasilst, un sāk apiet plkst. 15:00, kad grunts atdziest (Marsa saules diena 24 stundas 39 minūtes ir tikai 39 minūtes garāka nekā Zeme). Lai gan precīzs Marsa putekļu velnu biežums un ilgums nav zināms, fotogrāfijas no Mars Global Surveyor orbītā atklāj neskaitāmas klejojošās trases visos planētas platuma grādos. Šīs trases šķērso virsmu, kur putekļu velni ir izskalojuši vaļēju virsmas materiālu, lai zemāk parādītu dažādu krāsu augsni.
Turklāt faktiskie putekļu velni ir fotografēti no orbītas - daži no tiem ir 1 līdz 2 kilometru gari pamatnē un (no viņu ēnām) skaidri paceļas no 8 līdz 10 km augstumā.
Tomēr Farrellu interesē tas, ka Arizonas tuksnesī dzenas vaļā putekļu velni, tas ir dīvainais fakts, ka sauszemes putekļu velni ir elektriski lādēti, un, iespējams, arī Marsa putekļu velni.
Putekļu velni savu lādiņu iegūst no smilšu graudiem un putekļiem, kas berzē kopā virpulī. Kad atsevišķi pāri atšķirīgi materiāli berzē kopā, viens materiāls atdod daļu savu elektronu (negatīvās lādiņas) otram. Šādu elektrisko lādiņu atdalīšanu sauc par triboelektrisko lādēšanu, kuras priedēklis “tribo” (izrunā TRY-bo) nozīmē “berzēšana”. Triboelektriskā uzlāde liek jūsu matiem stāvēt uz gala, kad berzējat balonu pret galvu. Putekļi un smiltis, tāpat kā plastmasa un mati, veido tribolelektrisku pāri. (Putekļi un smiltis ne vienmēr ir izgatavoti no viena un tā paša materiāla, atzīmē Lemmon, jo “putekļus var iepūst no jebkuras vietas”.) Mazākas putekļu daļiņas mēdz uzlādēt negatīvi, atdalot elektronus no lielākiem smilšu graudiem.
Tā kā uzlecošā karstā gaisa centrālā kolonna, kas virza putekļu velnu, negatīvi uzlādētos putekļus ved augšup un atstāj smagākās pozitīvi lādētās smiltis virpuļot netālu no pamatnes, lādiņi atdalās, izveidojot elektrisko lauku. "Uz Zemes ar instrumentiem mēs esam izmērījuši elektriskos laukus apmēram 20 tūkstošu voltu uz metru (20 kV / m)," saka Farrell. Tas ir zemesrieksti salīdzinājumā ar elektriskajiem laukiem zemes negaisos, kur zibens nemirgo, līdz elektriskie lauki kļūst 100 reizes lielāki - pietiekami, lai jonizētu (sadalītu) gaisa molekulas.
Bet tikai 20 kV / m “ir ļoti tuvu Marsa atmosfēras sabrukumam,” norāda Farrells. Vēl nozīmīgāk ir tas, ka Marsa putekļu velni ir tik daudz lielāki nekā viņu zemes līdzinieki, ka viņu uzkrātā elektriskā enerģija var būt daudz lielāka. "Kā šie lauki izplūst?" viņš jautā. "Vai jums būtu Marsa zibens iekšpusē putekļu velni?" Pat ja zibens parasti nenotiktu dabiski, astronauta vai rovera vai dzīvotnes klātbūtne var izraisīt pavedienu izlādi vai lokālu loka veidošanos. "Lieta, no kuras jums patiešām vajadzētu uzmanīties, ir stūri, kur elektriskie lauki var kļūt ļoti spēcīgi," viņš piebilst. "Jūs varētu vēlēties, lai jūsu transportlīdzeklis vai dzīvotne būtu noapaļota."
Vēl viens astronautu uz Marsu apsvērums būtu “radio statisks, jo uzlādētie graudi skar plikas antenas”, brīdina Farrels. Un pēc tam, kad putekļu velns būs pārgājis un aizgājis, tā pārejas paliekošs suvenīrs būs palielināta putekļu saķere ar kosmosa kostīmiem, transporta līdzekļiem un biotopiem, izmantojot elektrostatisko pieķeršanos - tā pati parādība, kas liek zeķēm pielipt kopā, kad tās izvelk no drēbēm žāvētājs - apgrūtina sakopšanu pirms dzīvotnes atkārtotas ievadīšanas.
Tā kā Marsa putekļu velni var sasniegt 8 līdz 10 kilometru augstumu, planētu meteorologi tagad domā, ka velni ir atbildīgi par tik daudz putekļu izmešanu Marsa atmosfērā. Svarīgi astronautiem, ka arī putekļi atmosfērā var nest negatīvus lādiņus. Lādiņa uzkrāšanās negaisa virsotnē varētu radīt briesmas raķetei, kas paceļas no Marsa, kā tas notika ar Apollo 12 1969. gada novembrī, kad negaisa laikā tas pacēlās no Floridas: raķetes izplūde jonizēja vai sadalīja gaisa molekulas, atstājot lādētu molekulu taka līdz pat zemei, izraisot zibens skrūvi, kas triecās kosmosa kuģī.
“Agrīnie jūras navigatori, tāpat kā Kolumbs, saprata, ka viņu kuģi ir jāprojektē ekstrēmiem laika apstākļiem,” norāda Farrells. "Lai izstrādātu misiju uz Marsu, mums jāzina Marsa laika galējības - un šķiet, ka tās ir putekļu vētru un velnu veidā."
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
