Марс уже много десятилетий считается главной целью будущих пилотируемых космических полётов. На его поверхность успешно садились автоматические станции, там работают марсоходы, а ведущие космические агентства мира разрабатывают проекты длительных экспедиций с участием человека. Однако чем больше учёные узнают о Красной планете, тем яснее становится, что она гораздо менее гостеприимна, чем казалось раньше.
Одной из новых проблем, привлёкших внимание исследователей, стали электрически заряженные пылевые бури. Оказывается, марсианские штормы способны не только переносить огромное количество пыли по всей планете, но и создавать сильные электрические поля. Такие явления могут представлять серьёзную опасность как для техники, так и для будущих астронавтов.
Новые исследования помогают понять природу этих процессов и позволяют заранее оценить риски, с которыми столкнутся первые участники пилотируемых экспедиций.
Почему пыль на Марсе ведёт себя необычно
Хотя Марс часто называют пустынной планетой, его поверхность покрыта огромным количеством мелкой пыли.
Она образовывалась миллиарды лет под воздействием:
- ударов метеоритов;
- перепадов температур;
- разрушения горных пород;
- воздействия ветра.
Даже несмотря на очень разрежённую атмосферу, ветер способен поднимать мельчайшие частицы на большую высоту.
Именно поэтому на Марсе регулярно возникают мощные пылевые бури.
Некоторые штормы охватывают всю планету
На Земле самые сильные песчаные бури обычно ограничиваются отдельными регионами.
На Марсе ситуация совсем иная.
Иногда отдельные вихри объединяются.
Постепенно они превращаются в гигантские штормовые системы.
В отдельных случаях пылевая буря может распространиться практически на всю планету.
Подобные явления уже неоднократно наблюдались космическими аппаратами.
Во время таких событий поверхность Марса может на несколько недель или даже месяцев скрываться под плотной пеленой пыли.
Откуда появляется электричество
Когда частицы пыли сталкиваются друг с другом, между ними происходит обмен электрическими зарядами.
Похожее явление наблюдается и на Земле.
Например, если потереть некоторые материалы друг о друга, возникает статическое электричество.
На Марсе аналогичный процесс происходит в огромных масштабах.
Миллиарды частиц постоянно сталкиваются между собой.
В результате внутри бури постепенно накапливаются электрические заряды.
Особенности марсианской атмосферы
Марсианская атмосфера значительно отличается от земной.
Она:
- намного разрежённее;
- содержит очень мало кислорода;
- состоит преимущественно из углекислого газа;
- обладает иными электрическими свойствами.
Из-за этого накопленные заряды могут вести себя совсем не так, как во время земных гроз.
Именно эти различия сейчас активно изучаются исследователями.
Возможны ли молнии на Марсе
Этот вопрос остаётся открытым.
Некоторые модели допускают образование электрических разрядов внутри крупных бурь.
Однако даже если полноценные молнии возникают редко или не возникают вовсе, сильные электрические поля всё равно способны воздействовать на окружающую среду.
Для будущих миссий это имеет большое значение.
Чем опасны электрические поля
Даже без ярких вспышек накопленные заряды могут создавать серьёзные проблемы.
Они способны:
- нарушать работу чувствительной электроники;
- влиять на измерительные приборы;
- создавать помехи системам связи;
- усиливать прилипание пыли к оборудованию.
Для современных автоматических станций подобные эффекты уже представляют определённую проблему.
Для пилотируемых экспедиций значение этих факторов станет ещё выше.
Марсианская пыль и без того считается серьёзной угрозой
Во время работы марсоходов инженеры неоднократно сталкивались с тем, что мелкая пыль покрывает солнечные батареи, камеры и различные механизмы.
Она отличается сразу несколькими особенностями:
- чрезвычайно мелкая;
- легко переносится ветром;
- проникает в самые небольшие зазоры;
- долго остаётся во взвешенном состоянии.
Если же частицы дополнительно получают электрический заряд, они начинают ещё сильнее притягиваться к различным поверхностям.
Это усложняет работу техники
Будущие базы на Марсе будут зависеть от большого количества сложного оборудования.
Необходимо обеспечить надёжную работу:
- научных приборов;
- средств связи;
- энергетических систем;
- транспортных средств;
- систем жизнеобеспечения.
Электрически заряженная пыль способна увеличить нагрузку на все эти устройства.
Поэтому инженерам уже сейчас приходится учитывать подобные условия при разработке новой техники.
Хотя защитные скафандры рассчитаны на работу в экстремальных условиях, длительное воздействие заряженной пыли требует дополнительного изучения.
Особенно важно понять:
- как будет вести себя пыль на поверхности скафандров;
- сможет ли она проникать внутрь оборудования;
- насколько быстро будут загрязняться механизмы;
- потребуется ли специальная очистка после выхода наружу.
Ответы на эти вопросы помогут сделать будущие экспедиции безопаснее.
Учёные создают модели марсианских бурь
Поскольку отправить людей на Марс пока невозможно, исследователи используют компьютерное моделирование и лабораторные эксперименты.
Они воспроизводят условия, максимально приближённые к марсианским.
Это позволяет изучать:
- движение пыли;
- накопление зарядов;
- влияние электрических полей;
- воздействие на различные материалы.
Полученные результаты помогают заранее подготовиться к будущим полётам.
Каждое новое открытие делает экспедиции безопаснее
На первый взгляд подобные исследования могут показаться слишком узкоспециализированными.
Однако именно из множества таких деталей складывается успех будущих пилотируемых миссий.
Понимание природы марсианских бурь позволит:
- разработать более надёжные приборы;
- улучшить защиту оборудования;
- увеличить срок службы техники;
- снизить риск для экипажа.
Марс продолжает раскрывать свои секреты
Каждый год исследования Красной планеты показывают, что её природные условия значительно сложнее, чем представлялось несколько десятилетий назад. Помимо экстремальных температур, высокой радиации и разрежённой атмосферы, будущим исследователям придётся учитывать ещё и электрические свойства гигантских пылевых бурь.
При этом сами открытия нельзя рассматривать как препятствие для освоения Марса. Наоборот, чем лучше учёные понимают особенности планеты до прибытия человека, тем надёжнее можно подготовить технику и экипажи к работе в непривычной среде.
Именно такие исследования постепенно превращают далёкую мечту о пилотируемой экспедиции в инженерную задачу, которую можно решить. Каждая новая информация о марсианском климате, свойствах пыли и поведении атмосферы делает будущие миссии более безопасными и помогает приблизить тот день, когда человек впервые ступит на поверхность Красной планеты.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
