"Пыльный дьявол"

Фотография марсианского "пыльного дьявола" (пылевого смерча), полученная с помощью камеры высокого разрешения HiRISE (High Resolution Imaging Experiment), установленной на орбитальном разведчике Марса MRO (Mars Reconnaissance Orbiter), была представлена группой американских специалистов из Аризонского университета (University of Arizona, Тусон). Нужно заметить, что этот небольшой пылевой смерч никакого отношения не имеет к той масштабной пылевой буре, что в настоящее время охватила большую часть Красной планеты и угрожает самому существованию марсоходов Spirit и Opportunity (в наступившей мгле их аккумуляторы могут окончательно разрядиться). Данное изображение было передано в начале прошлого месяца из района южного марсианского полушария (область Hellas Planitia). В момент съемки в этом регионе Марса день перевалил за полдень.  

Яркие пятна - это пыль, заключенная в пределах вихря. Темная тень, отбрасываемая пылевым смерчем, видна справа. Максимальный поперечник смерча составляет порядка 200 метров, но в том месте, где он касается поверхности, он наверняка сужается. На основании очертаний тени ученые смогли оценить высоту "малютки", она составила 500 метров. Камера HiRISE способна получать изображения марсианской поверхности 6-километровой ширины со скоростью 4 800 километров в час, находясь на высотах от 250 до 316 километров над поверхностью Марса (с разрешением от 30 до 60 сантиметров).

"Пыльные дьяволы" (или "песчаные дьяволы", dust devils) подобны миниатюрным земным торнадо (10-100 метров в поперечнике), хотя и рождаются в результате совершенно иных процессов. Самые мелкие из них на нашей планете можно иногда видеть на открытых городских пространствах. Более крупные "версии" могут быть шириной с дом или с футбольное поле и вызывать движение воздуха со скоростью до ста километров в час. Они создаются ветром, который образует вихрь вокруг колонны теплого восходящего потока воздуха. Когда смерч возникает над жаркими, засушливыми районами Земли, он втягивает в свою воронку большое количества пыли и песка (отсюда и название). Эти вихри питаются энергией раскаленной поверхности пустыни, благодаря чему достигают порой 300 метров в высоту. "Пыльные дьяволы" чаще всего встречаются в США, Австралии, Индии и Африке, особенно в пустыне Сахара.

 На Марсе "пыльные дьяволы" могут иметь в пять раз больший диаметр (свыше полукилометра) и подниматься до восьмикилометровой высоты, это намного выше даже "полноценных" торнадо на Земле. Процессы возникновения "пыльных дьяволов" сходны на обеих планетах: грунт нагревается под солнцем в течение дня, разогревая в свою очередь прилегающие к нему пласты воздуха. Воздушные потоки иногда перемешиваются, и это способно породить циркулирующее движение.

Первый марсианский "пыльный дьявол" был заснят экспедицией Pathfinder ("Первооткрыватель") NASA еще в 1997 году. Причудливые следы, оставленные на поверхности Марса крупными пылевыми смерчами, найдены во многих регионах Красной планеты, а несколько "дьяволов" были сфотографированы в тот момент, когда они подобным образом "обрабатывали" поверхность. Вездеходу Spirit тоже удалось как-то запечатлеть таинственного марсианского "пыльного дьявола" - мини-смерч, несущийся по пустыне в кратере Гусева. Более того, ученые предположили, что именно благодаря таким смерчам марсоходы умудрился избавиться от пыли на своих солнечных батареях (и таким образом смогли получить большее количество энергии в суровую зимнюю пору).

Марс часто оказывается под властью пылевых бурь - ветры неутомимо перемалывают верхний иссушенный песчаный слой, застилая маревом обширные части планеты. В такие периоды напоминающие земные торнадо "пыльные дьяволы" также начинают свой дьявольский танец. Они появляются столь часто, что их многочисленные следы пересекают друг друга, позволяя проследить их пути на красноватом марсианском грунте. Марсианская пыль включает в себя смесь частиц размером порядка микрона (в двадцать раз меньше толщины человеческого волоса) - своеобразное подобие цементного порошка.

 "Марсианские "пыльные дьяволы" сильно наэлектризованы, предполагается, что это может приводить к мощным разрядам или пробоям в разреженной марсианской атмосфере, повышенному "прилипанию" пыли к космическим скафандрам будущих путешественников и их оборудованию, а также нарушению радиосвязи. Частицы пыли внутри "дьявола" электризуются за счет непрерывного трения друг о друга. Это похоже на эффект, возникающий от шарканья ногами по ковру в квартире, что позволяет снимать заряд. Мелкие частицы "предпочитают" получать отрицательный заряд, а ветер переносит их повыше - и порождает тем самым разницу потенциалов. Более тяжелые частицы пыли с положительными зарядами остаются ближе к поверхности. Разделение зарядов создает гигантскую батарею. А так как частицы находятся в непрерывном движении, то возникают и магнитные поля, порождаемые движущимися электрическими зарядами. Опасности, связанные с попаданием в эпицентр таких природных явлений, должны быть самым тщательным образом изучены в преддверии будущих пилотируемых экспедиций на Красную планету. Кроме того, конструкции, посланные на Марс, должны выдерживать пребывание в гигантской "пескоструйной камере", а солнечные батареи - как-то защищаться от наносимой пыли.

В NASA планируют снабдить будущие марсианские спускаемые аппараты приборами, способными обнаруживать электрические и магнитные поля, порождаемые "пыльными дьяволами".