Tolmu kuradi rajad. Kujutise krediit: NASA / JPL. Pilt suuremalt
Ah, marsi suvi! Lõpuks on päevad pikad, täpselt nagu vanal kallil Maal. Ja päeval tõuseb rakettideni kuni palsamini 20 ° C (68 ° F) suvisest öisest madalaimast temperatuurist -90 ° C (-130 ° F), mis tähendab, et teie ja teie kaasmaalased astronaudid saavad teie masinaid varem soojendada, et saada kaevandustegevuse hea algus.
Tolmu kuradid Marsil moodustavad sama moodi kui kõrbes Maal. “Te vajate tugevat pinnasoojendust, nii et maapind võib selle kohal olevast õhust kuumemaks muutuda,” selgitab Lemmon. Maapinna lähedal soojenenud vähem tihe õhk tõuseb, mulgustades läbi kõrgema jahedama tihedama õhu kihi; tõusvad kuuma õhu ja langevad jaheda õhu kogused hakkavad konvektsioonielementides vertikaalselt ringlema. Kui nüüd puhub läbi horisontaalne tuuleiil, pöörab see konvektsioonielemente nende küljelt, nii et nad hakkavad pöörlema horisontaalselt, moodustades vertikaalsed veerud ja alustades tolmu kuradit. "
Läbi kolonni keskpunkti tõusev kuum õhk annab keeriseva õhu veelgi kiiremini - piisavalt kiiresti, et alustada liiva korjamist. Seejärel eemaldab liiv maapinda pestes peene jahutolmu ja kõrgelt tolmu tekitavate kuumade tõusvate õhupullide keskne veerg. Kui valitsevad horisontaalsed tuuled hakkavad tolmu kuradit maapinnale suruma, vaata ette!
"Kui te keset päeva [Gusevi kraatris] praegu Spirit Rover'i kõrval seisaksite, võiksite näha pool tosinat tolmuteed," ütleb Lemmon. Igal Marsi kevad- või suvepäeval hakkavad tolmuteed ilmnema umbes 10:00, kui maapind soojeneb, ja hakkavad maapinna jahenemisel minema umbes kell 15.00 (Marsi päevane päev 24 tundi 39 minutit on vaid 39 minutit pikem kui Maa?). Ehkki Marsi tolmukuradite täpne sagedus ja kestus pole teada, näitavad orbiidil asuva Mars Global Surveyori fotod lugematul hulgal ekslevaid jälgi kõigil planeedi laiuskraadidel. Need rajad ristuvad kogu pinnaga, kus tolmuterad on lahti pinnamaterjali maha kraapinud, et nende alt ilmuks erivärviline pinnas.
Veelgi enam, orbiidilt on pildistatud tegelikke tolmukurjeid - mõned neist on oma aluses kuni 1–2 kilomeetrit pikad ja (nende varjust) selgelt kõrguvad 8–10 km.
Mis aga intrigeerib Farrelli Arizona kõrbes tolmu kuradite jälitamise pärast, on kummaline tõsiasi, et maapealsed tolmuteed on elektriliselt laetud - ja ka marsside tolmuteed.
Tolmukraanid saavad oma laengu keerises liiva ja tolmu keerutades. Kui teatud paarid erinevalt materjalidest hõõruvad kokku, loobub üks materjal osa oma elektronidest (negatiivsed laengud) teisele. Sellist elektrilaengute eraldamist nimetatakse triboelektriliseks laadimiseks, eesliide “tribo” (hääldatakse TRY-bo) tähendab “hõõrumine”. Triboelektriline laadimine paneb juuksed seisma, kui õhupalli vastu pead hõõrute. Tolm ja liiv, nagu plastik ja juuksed, moodustavad tribolelektrilise paari. (Tolm ja liiv ei ole tingimata samast materjalist, märgib Lemmon, sest “tolmu saab puhuda ükskõik kuhu.”) Väiksemad tolmuosakesed kipuvad laadima negatiivselt, eemaldades suurematest liivateradest elektronid.
Kuna tolmu kuradit jõustav kuuma õhu keskne kolonn viib negatiivselt laetud tolmu ülespoole ja jätab raskema positiivse laenguga liiva aluse läheduses keerlevaks, eralduvad laengud, luues elektrivälja. "Maal on mõõteriistadega mõõdetud elektrivälju suurusjärgus 20 tuhat volti meetri kohta (20 kV / m)," räägib Farrell. See on maapähkel võrreldes maapealse äikese elektriväljadega, kus välk ei vilgu enne, kui elektriväljad on 100 korda suuremad - piisab õhumolekulide ioniseerimiseks (purunemiseks).
Kuid kõigest 20 kV / m “on õhukese Marsi atmosfääri purunemisele väga lähedal,” osutab Farrell. Veelgi olulisem on see, et Marsi tolmu kuradid on nende maapealsetest kolleegidest nii palju suuremad, et nende salvestatud elektrienergia võib olla palju suurem. "Kuidas need põllud tühjeneksid?" ta küsib. "Kas teil oleks marsi välku tolmukadude sees?" Isegi kui välk ei toimuks tavaliselt looduslikult, võib astronaudi või kanderaami või elupaikade esinemine põhjustada hõõgniitide heidet või lokaalset kaare. "Asi, millest peaksite kindlasti tähelepanu pöörama, on nurgad, kus elektriväljad võivad väga tugevaks muutuda," lisab ta. "Võite oma sõiduki või elupaika ümardada."
Veel üks kaalutlus Marsi astronautide jaoks oleks „staatiline, kuna laetud terad tabavad palja juhtmega antenne”, hoiatas Farrell. Ja kui tolmukadu oli möödunud ja kadunud, oleks selle läbimise püsiv suveniir tolmu suurenenud haardumine kosmoseülikondade, sõidukite ja elupaikade vahel elektrostaatilise klambri abil - sama nähtus, mis põhjustab sokkide kleepumist riideid välja tõmmates kuivati - puhastamine enne elupaiga uuesti sisenemist on keeruline.
Kuna Marsi tolmu kuradid võivad tornida 8–10 kilomeetri kõrgusele, arvavad planeetide meteoroloogid nüüd, et kuradid vastutavad Marsi atmosfääri nii palju tolmu viskamise eest. Oluline on astronautide jaoks, et tolm võib ka atmosfääri viia negatiivseid laenguid. Laengu kogunemine tormi tipus võib tekitada ohtu Marsilt startivale raketile, nagu juhtus Apollo 12-ga novembris 1969, kui see äikese ajal Floridast välja tõusis: raketi heitgaas ioniseeris või lõhkus õhumolekule, jättes laetud molekulide jälg kuni maapinnani, käivitades kosmoselaevale tabanud välgulöögi.
"Varased merenavigaatorid, nagu Columbus, mõistsid, et nende laevad peavad olema ette nähtud äärmuslike ilmastikutingimuste jaoks," osutab Farrell. "Marsile missiooni kavandamiseks peame teadma Marsi ilmastiku äärmusi - ja need äärmused näivad olevat tolmutormide ja kuradite kujul."
Algne allikas: NASA pressiteade
