Dust ďábelské stopy. Obrazový kredit: NASA / JPL. Klikni pro zvětšení
Ah, marťanské léto! Konečně jsou dny dlouhé, stejně jako na drahé staré Zemi. A rakety denních výšin až do sucha 20 ° C (68 ° F) od letních nočních minim -90 ° C (-130 ° F), což znamená, že vy a vaši kosmonauti můžete zahřát svůj stroj dříve, abyste dostali dobrý začátek těžebních operací.
Prachové ďábly na Marsu se tvoří stejně jako v pouštích na Zemi. "Potřebujete silný povrchový ohřev, aby se země mohla zahřívat než vzduch nad ní," vysvětluje Lemmon. Vyhřívaný méně hustý vzduch v blízkosti země stoupá a prorazí se skrz vrstvu chladnějšího hustšího vzduchu nad; v proudících buňkách začínají vertikálně cirkulovat stoupající oblaky horkého vzduchu a klesající oblaky chladného vzduchu. Nyní, pokud prochází horizontální poryv větru, „otočí konvekční buňky na jejich stranách, takže se začnou točit vodorovně a vytvářejí svislé sloupce - a začínají prachovým ďábelem.“
Horký vzduch stoupající středem sloupu pohání vířící vzduch stále rychleji - dostatečně rychle, aby začal sbírat písek. Písek, který čistí půdu, uvolní jemný moukový prach a centrální sloupec horkého stoupajícího vzduchu bóje, který prach vysoko nahoře. Jakmile převládající horizontální větry začnou tlačit prachového ďábla po zemi, pozor!
"Pokud jste právě teď stál uprostřed Duchova roveru (v kráteru Gusev) uprostřed dne, možná uvidíte půl tuctu prachových ďáblů," říká Lemmon. Každý marťanský jarní nebo letní den se prachové ďábly začnou objevovat asi 10 hodin ráno, jak se zem zahřívá, a začnou se snižovat asi 3 hodiny odpoledne, když se zem ochladí (sluneční den Marsu 24 hodin 39 minut je jen o 39 minut delší než Země?) Ačkoli přesná frekvence a doba trvání marťanských prachových ďáblů není známa, fotografie z Mars Global Surveyor na oběžné dráze odhalují nespočet putujících stop ve všech zeměpisných šířkách na planetě. Tyto stopy se křižují po povrchu, na kterém prachoví ďáblové vyprášeli uvolněný povrchový materiál a odhalili různě zbarvenou půdu pod nimi.
Navíc, skutečné prachové ďábly byly vyfotografovány z oběžné dráhy - některé z nich až 1 až 2 kilometry napříč základnou a (ze svých stínů) jasně tyčící se ve výšce 8 až 10 km.
To, co Farrella fascinuje tím, že pronásledovalo prachové ďábly v arizonské poušti, je však podivná skutečnost, že pozemské prachové ďábly jsou elektricky nabity - a mohou být i marťanští prachoví ďáblové.
Prachové ďábly získávají náboj ze zrn písku a prachu, který se třese ve větru. Když se pár párů na rozdíl od materiálů tře dohromady, jeden materiál se vzdá některých svých elektronů (záporné náboje) druhému materiálu. Takové oddělení elektrických nábojů se nazývá triboelektrické nabíjení, předpona „tribo“ (vyslovuje se TRY-bo), což znamená „tření“. Triboelektrické nabíjení způsobí, že vaše vlasy stojí na konci, když si trete balónek na hlavu. Prach a písek, jako plast a vlasy, tvoří tribolelektrický pár. (Prach a písek nemusí být nutně vyrobeny ze stejných materiálů, poznamenává Lemmon, protože „prach může být foukán odkudkoli.“) Menší částice prachu mají tendenci se nabíjet záporně a odstraňují elektrony z větších zrn písku.
Protože stoupající centrální sloupec horkého vzduchu, který pohání prachového ďábla, nese negativně nabitý prach vzhůru a zanechává těžší kladně nabitý písek, který se víří poblíž základny, náboje se oddělují a vytvářejí elektrické pole. "Na Zemi jsme pomocí přístrojů změřili elektrická pole v řádu 20 tisíc voltů na metr (20 kV / m)," říká Farrell. To je arašídy ve srovnání s elektrickými poli v pozemských bouřkách, kde blesky neblikají, dokud se elektrická pole stokrát nezvýší - dost na ionizaci (rozpadnutí) molekul vzduchu.
Ale pouhých 20 kV / m „je velmi blízko k rozpadu tenké marťanské atmosféry,“ zdůrazňuje Farrell. Ještě důležitější je, že marťanští prachoví ďáblové jsou mnohem větší než jejich pozemní protějšky, takže jejich uložená elektrická energie může být mnohem vyšší. "Jak by se tato pole vybila?" ptá se. "Měl bys marťanské blesky uvnitř prachových ďáblů?" I když by se blesky běžně nevyskytovaly přirozeně, přítomnost astronautů, roverů nebo stanovišť by mohla vyvolat vláknité výboje nebo místní oblouk. "Věc, na kterou byste si museli dávat pozor, jsou rohy, kde mohou být elektrická pole velmi silná," dodává. "Možná budete chtít, aby vaše vozidlo nebo stanoviště byly zaoblené."
Dalším hlediskem pro astronauty na Marsu by bylo „radiostatické, protože nabitá zrna zasáhla holé drátové antény,“ varuje Farrell. A poté, co prachový ďábel přešel a byl pryč, trvalým suvenýrem jeho průchodu by byla zvýšená adheze prachu na skafandry, vozidla a stanoviště prostřednictvím elektrostatického přilnutí - stejný jev, který způsobuje slepování ponožek, když se vytahují z oblečení sušička - což ztěžuje vyčištění před opětovným vložením stanoviště.
Protože marťanští prachoví ďáblové mohou dosahovat výšky 8 až 10 kilometrů, planetární meteorologové si nyní myslí, že ďáblové mohou být zodpovědní za vhození tolika prachu vysoko do marťanské atmosféry. Důležité pro astronauty, že prach může nést negativní náboje i vysoko do atmosféry. Nabíjení náboje na vrcholu bouře by mohlo představovat nebezpečí pro raketu vzlétající z Marsu, jak se stalo s Apollem 12 v listopadu 1969, když se během bouřky zvedlo z Floridy: výfuk rakety ionizoval nebo rozbil molekuly vzduchu a zanechal stopa nabitých molekul až k zemi, která spustí blesk, který zasáhl kosmickou loď.
"Brzy námořní navigátoři, jako Columbus, pochopili, že jejich lodě musí být navrženy pro extrémní povětrnostní podmínky," zdůrazňuje Farrell. "Abychom mohli naplánovat misi na Mars, musíme znát extrémy marťanského počasí - a tyto extrémy se zdají být ve formě prachových bouří a ďáblů."
Původní zdroj: NASA News Release
