درجة الحرارة على المريخ. كواكب النظام الشمسي. العواصف الترابية على المريخ: الحقيقة والخيال - سور بير هل هناك عواصف على المريخ

لأكثر من مائة عام، يحاول كتاب الخيال العلمي من جميع أنحاء العالم تخيل كيف ستكون الحياة لرواد الفضاء على المريخ. ولكن، كما تصبح الإنسانية على نحو متزايد أكثروأكثر وعيًا بظروف المريخ، ووصفًا للحياة على المريخ كتاب الخيال العلميأصبحت أكثرحقيقي. ومؤخراً، صدر فيلم “The Martian” المأخوذ عن رواية الخيال العلمي للكاتب آندي وير. الشخصية الرئيسيةبسبب ظروف غير متوقعة، يُترك "المريخي" وحيدًا على الكوكب الأحمر ويبدأ النضال من أجل البقاء. وفي بداية القرن العشرين، كان الكاتب الأمريكي إدغار رايس بوروز يحلم بالفعل بالسفر إلى المريخ. ولكي نكون منصفين، ينبغي القول أن الكوكب الأحمر أبهر الناس كثيرًا لدرجة أن عالم اللاهوت الشهير ومؤلف القصص الخيالية، كلايف ستابلز لويس، نشر سلسلة من القصص عنه. كان هو الذي أنشأ دورة "سجلات نارنيا".

تصور فني لعاصفة ترابية على المريخ تضرب محطة أبحاث. قد تكون مثل هذه الظواهر على الكوكب الأحمر مصحوبة بتصريفات من الكهرباء في الغلاف الجوي. المصدر: ناسا

يبدأ فيلم المريخ بعاصفة رملية ضخمة تلحق الضرر بهوائي الإرسال وبعض المعدات، تاركة الشخصية الخيالية مارك واتني عالقة على المريخ بينما يطير أعضاء المهمة الآخرون بعيدًا، ويُفترض أنهم ماتوا. ويبدو هذا التطور معقولا للغاية، إذ يشتهر المريخ بعواصفه الرملية النشطة للغاية، والتي تصبح في بعض الأحيان كبيرة لدرجة أنه يمكن رصدها بالتلسكوبات على الأرض.

"في كل عام، تحدث عواصف رملية كبيرة إلى حد ما على كوكب المريخ، وتغطي مناطق بحجم قارات الأرض وتستمر لأسابيع بعد تشكلها. لكن كل ثلاث سنوات مريخية (5.5 سنة أرضية)، تتحول الأعاصير العادية إلى عواصف عملاقة يمكنها أن تغلف الكوكب بأكمله،» كما قال مايكل سميث، عالم الكواكب في المركز. رحلات الفضاءناسا.

يعتبر العلماء أنه من غير المرجح أن تؤدي العواصف الرملية الكوكبية على كوكب المريخ إلى عواقب وخيمة. حتى أقوى الرياح التي تهب في هذا الوقت لن تكون قادرة على تدمير أو حتى قلب المعدات الميكانيكية المنشورة خصيصًا. وتصل سرعة الرياح في أقوى الأعاصير المريخية إلى نحو مائة كيلومتر في الساعة، أي أكثر من نصف سرعة بعض الأعاصير على الأرض. لهذا السبب لا ينبغي التركيز فقط على سرعة الرياح. كثافة الغلاف الجويالمريخ ما يقرب من واحد في المئة ررالعلاقة مع الغلاف الجويأرض. وهذا يعني أنه من أجل إطلاق طائرة ورقية تشبه الأرض على الكوكب الأحمر، يجب أن تهب الرياح بقوة أكبر.

"الفرق الرئيسي بين الأرض والمريخ هو ذلك الضغط الجويأقل بكثير على المريخ. وبالتالي، يمكن حمل الأشياء والأشياء بعيدًا عن سطحه، ولكن ليس بنفس القوة التي على الأرض،» ويليام فاريل، فيزيائي البلازما.

مشاكل الطاقة الشمسية

ولكن مهما كان الأمر، فإن العواصف الرملية على المريخ ليست ضارة تمامًا. جزيئات الغبار الفردية الموجودة على الكوكب الأحمر صغيرة جدًا وكهروستاتيكية قليلاً، لذا فهي قادرة على "الالتصاق" بالأسطح المختلفة.

"إذا كنت قد لاحظت من قبل، فسوف تلاحظ في صور المركبة الفضائية كيوريوسيتي أنها تتسخ بشدة بعد كل رحلة. يغطي الغبار كل شيء تقريبًا. حتى أنه يخترق الآليات والأجهزة،" مايكل سميث.

تمثل قدرة الغبار على الوصول إلى كل مكان تحديًا كبيرًا للمهندسين الذين يصممون المعدات اللازمة لمركبات المريخ. وهذه مشكلة كبيرة بشكل خاص بالنسبة للألواح الشمسية. حتى لو تعرض الجهاز لعاصفة ترابية أو دوامة صغيرة جدًا، يبلغ حجمها بضعة أمتار فقط، يمكن للرياح أن تحمل ما يكفي من الغبار لتغطية المحولات الكهروضوئية وتقليل مساحة السطح المفيدة القادرة على التحويل بشكل كبير طاقة شمسيةإلى الكهربائية. إذا عدنا إلى فيلم The Martian، فإن مارك واتني يقضي قدرًا معينًا من الوقت كل يوم في تنظيف الألواح الشمسية لضمان أقصى قدر من الأداء.

التقطت المركبة الفضائية Opportunity هذه الصورة لنفسها قبل ثلاثة أسابيع من الذكرى السنوية العاشرة لتواجدها على المريخ. قامت كاميرا Pancam البانورامية بتصوير المركبة في الفترة من 3 إلى 6 يناير 2014. لاحظ مدى غبار الألواح الشمسية. المصدر: NASA/JPL-Caltech/جامعة كورنيل/جامعة ولاية أريزونا.

يمكن للأعاصير العالمية أيضًا أن تخلق مشكلة ثانوية لا يمكن حلها بمجرد نفخ الغبار من السطح. قد يكون هناك كمية ثابتة من الغبار في الغلاف الجوي بحيث يتم حجب جزء من ضوء الشمس، وبالتالي، ستنخفض كفاءة الألواح الشمسية. في الكتاب، عندما يواجه رائد الفضاء عاصفة رملية كبيرة لأول مرة، يلاحظ على الفور انخفاضًا طفيفًا في كفاءة بطارياته بسبب الظلام الطفيف في الغلاف الجوي. إنه جميل الوصف الدقيقما قد يواجهه الباحثون أثناء البعثات المريخية الفعلية.

"في الوقت الحالي، نحن قلقون للغاية بشأن استهلاك الطاقة في مركباتنا الجوالة. "لقد هبطت مركبات سبيريت وأبورتيونيتي إلى السطح في عام 2004، لذلك لم تتمكن من النجاة إلا من إعصار عالمي واحد فقط حتى الآن في عام 2007، مما أجبرها على وقف العمليات والدخول في وضع الاستعداد لعدة أسابيع،" يتابع مايكل سميث.

صخب الغبار

كما ذكرنا سابقًا، تثير العواصف الرملية العالمية ما يكفي من الغبار لتغطية الكوكب بالكامل وحجب الشمس. ولكن بهذه الطريقةكما يصبح الإعصار نفسه محكومًا عليه بالانقراض. والحقيقة هي أن الآلية الرئيسية التي تحرك كل هذه الأعاصير هي ارتفاع درجة حرارة ضوء الشمس الذي يصل إلى سطح الكوكب. عندما يضرب الضوء الأرض، فإنه يسخن الهواء بالقرب من السطح، مما يترك الطبقات العليا أكثر برودة. تمامًا كما هو الحال على الأرض أثناء العواصف الرعدية، يصبح الهواء الدافئ والبارد، والاختلاط، غير مستقر، وتبدأ الطبقات الدافئة في الارتفاع، آخذة معها جزيئات الغبار بسبب عدم الاستقرار. ومن هذه الدوامات الصغيرة تتشكل كل تلك "الأشباح" الغبارية الغريبة التي تظهر في بعض صور المريخ. ثم تتشكل عواصف متوسطة الحجم، ثم عواصف بحجم القارة. في بعض الأحيان يمكن أن تتحد مثل هذه الأعاصير الكبيرة في زوبعة عالمية واحدة تغطي الكوكب بأكمله بالغبار.

لقد حدد الباحثون وعلماء الكواكب بدقة تامة أن الأعاصير الكبيرة تحدث عادةً خلال فصل الصيف نصف الكرة الجنوبيالمريخ. ومن المعروف أنه على الكوكب الأحمر، كما هو الحال على الأرض، يحدث تغير في الفصول، وذلك بسبب ميل محور دوران الكوكب. ولكن نظرًا لأن مدار المريخ يتمتع بقدر أكبر من الانحراف المركزي عن مدار الأرض، فإن الكوكب الأحمر يتحرك بشكل أكبر مدار بيضاوي الشكل. الحد الأدنى من الاقتراب من الشمس يتزامن مع في الصيففي نصف الكرة الجنوبي، وبالتالي تكون قيم درجات الحرارة هي الأعلى حينها. بمجرد أن يبدأ الإعصار، فإنه لا يهدأ لمدة أسابيع أو حتى أشهر. لكن العلماء ما زالوا غير متأكدين من السبب الدقيق وراء هذه الفجوات الطويلة بين الأعاصير.

شيطان الغبار الذي تم التقاطه على المريخ بواسطة كاميرا HiRISE المحطة المداريةمركبة استطلاع المريخ. تم التقاط هذا المشهد خلال النهار في أواخر ربيع المريخ. يغطي الإطار مساحة 644 مترًا. انطلاقا من الظل الذي تلقيه الدوامة على السطح، كان من الممكن إثبات أنه يمكن أن يصل ارتفاعه إلى 800 متر، ويبلغ قطره حوالي 30 مترا.

كشفت وكالة ناسا حقائق وخيالات حول مخاطر العواصف الترابية على كوكب المريخ، والتي قد يكون بعضها مرئيا من التلسكوبات الأرضية. تم استخدام هذه المعلومات في إنشاء الفيلم الجديد "The Martian" للمخرج ريدلي سكوت. جاء ذلك على موقع وكالة ناسا.

يبدأ فيلم The Martian، الذي سيصدر في أكتوبر 2015، بشخصية آندي وير (رائد الفضاء مارك ويتني) التي تواجه عاصفة ترابية هائلة. قامت بتمزيق هوائي الإرسال ودمرت جزءًا من المعسكر. ولا تنكر وكالة ناسا أن العواصف الترابية هي إحدى السمات غير السارة للكوكب الأحمر.

وقال عالم الكواكب مايكل سميث من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند: "يواجه المريخ كل عام عواصف ترابية متوسطة إلى كبيرة تمتد على مساحات بحجم قارات الأرض وتستمر لأسابيع".

وفي الوقت نفسه، على الكوكب الأحمر، كما لاحظ العالم، هناك عواصف أقوى بكثير. تتشكل العواصف الترابية العالمية من عواصف كبيرة إلى حد ما وتظهر في المتوسط مرة واحدة كل ثلاث سنوات مريخية (وهذا يتوافق مع حوالي 5.5 سنة أرضية).

ومع ذلك، كما يشير العالم، فمن غير المرجح أن تؤدي هذه العواصف الترابية إلى إزعاج شعر رائد الفضاء على الكوكب الأحمر (إذا قرر الأخير خلع بدلته الفضائية). بالإضافة إلى ذلك، حتى العواصف الترابية العالمية من المحتمل ألا تكون قادرة على ضرب أو تدمير أي معدات.

وذلك لأن أقوى الرياح على المريخ لا تزيد سرعتها عن 27 مترا في الثانية، وهو أقل من نصف سرعة بعض الرياح القوية على الأرض. بالإضافة إلى الكثافة الجو المريخيمائة مرة أقل مما كانت عليه على الأرض.

قال عالم فيزياء البلازما ويليام فاريل: "الفرق الرئيسي بين الأرض والمريخ هو أن الضغط الجوي على الكوكب الأحمر أقل بكثير. وبالتالي فإن جميع الجسيمات الموجودة في الغلاف الجوي للمريخ تتحول إلى رياح، ولكن ليس بنفس الشدة [وفقًا لـ مقارنة بالأرض]".

ومع ذلك، فإن العواصف الترابية على المريخ ليست ضارة تمامًا. يمكن أن تصبح جزيئات الغبار الصغيرة مشحونة كهربائيًا وتلتصق بالأسطح، خاصة النوافذ والأجزاء الميكانيكية للمعدات العلمية.

يعد تحييد الشحنات الكهروستاتيكية والقضاء على تلوث الغبار إحدى المهام الرئيسية التي يحلها المهندسون الذين يقومون بتصميم معدات استكشاف المريخ.

هذا الغبار يمثل مشكلة كبيرة للألواح الشمسية. حتى العواصف الترابية الصغيرة يمكن أن ترسب ما يكفي من الجزيئات على الألواح الشمسية لتقليل إنتاج الطاقة الشمسية بشكل كبير.

في فيلم The Martian، تقوم رائدة الفضاء ويتني بتنظيف الغبار الملوث الناتج عن الألواح الشمسية كل يوم. وتشير ناسا أيضًا إلى أن العواصف العالمية على المريخ يمكن أن تؤدي أيضًا إلى بعض الظلام في الغلاف الجوي للكوكب الأحمر.

"كنا قلقين حقًا بشأن طاقة المركبات الجوالة. وقال سميث: إن مركبات سبيريت وأبورتيونيتي، التي هبطت على المريخ في عام 2004، شهدت عاصفة عالمية مرة واحدة فقط (في عام 2007) وتوقفت عن العمل لعدة أسابيع، ودخلت في وضع البقاء على قيد الحياة.

في أغلب الأحيان، تحدث العواصف الترابية العالمية على المريخ في الصيف في نصف الكرة الجنوبي للكوكب. كما هو الحال على الأرض، يتم تحديد الفصول على الكوكب الأحمر من خلال ميله إلى مستوى مداره. ومع ذلك، فإن مدار المريخ أكثر استطالة من مدار الأرض، مما يعني أنه خلال السنة المريخية، يكون أحد جانبي الكوكب أكثر سخونة من الجانب الآخر.

وفي الوقت نفسه، لا يعرف العلماء حتى الآن السبب الحقيقي وراء الفترات الطويلة بين العواصف. وقد تم رصدها منذ عام 1909، عندما تم رصد عاصفة عالمية لأول مرة على الكوكب الأحمر. آخر مرةهذا ظاهرة طبيعيةوقد لوحظ في عام 2007. ويأمل العلماء في ملاحظته مرة أخرى قريبًا.

كان كوكب المريخ، مثل الجار الآخر للأرض، كوكب الزهرة، موضوعًا لأقرب دراسة أجراها علماء الفلك منذ العصور القديمة. مرئية للعين المجردة، منذ العصور القديمة يكتنفها الغموض والأساطير والتكهنات. واليوم لا نعرف كل شيء عن الكوكب الأحمر، لكن الكثير من المعلومات التي تم الحصول عليها على مدى قرون من المراقبة والدراسة بددت بعض الأساطير وساعدت الناس على فهم العديد من العمليات التي تحدث على هذا الجسم الفضائي. درجة الحرارة على كوكب المريخ، تكوين غلافه الجوي، ملامح الحركة المدارية بعد تحسين أساليب البحث الفني والبداية عصر الفضاءتمكن من الانتقال من فئة الافتراضات إلى مرتبة الحقائق التي لا جدال فيها. ومع ذلك، فإن العديد من البيانات حول مثل هذا الجار القريب والبعيد لا تزال بحاجة إلى شرح.

الرابع

يقع المريخ على بعد مرة ونصف عن الشمس مقارنة بكوكبنا (تقدر المسافة بـ 228 مليون كيلومتر). وفقا لهذه المعلمة، فإنه يحتل المرتبة الرابعة. خلف مدار الكوكب الأحمر يقع حزام الكويكبات الرئيسي و"مجال" كوكب المشتري. ويدور حول نجمنا في حوالي 687 يومًا. في الوقت نفسه، فإن مدار المريخ ممدود للغاية: يقع الحضيض الشمسي على مسافة 206.7، والأوج هو 249.2 مليون كيلومتر. ويستمر اليوم هنا لمدة 40 دقيقة فقط أطول من الأرض: 24 ساعة و37 دقيقة.

الأخ الأصغر

المريخ كوكب المجموعة الأرضية. المواد الرئيسية التي تشكل هيكلها هي المعادن والسيليكون. ومن بين الأجسام المماثلة في أبعادها، فهو لا يتقدم إلا على عطارد. ويبلغ قطر الكوكب الأحمر 6786 كيلومترا، وهو ما يعادل نصف قطر الأرض تقريبا. ومع ذلك، فإن كوكب المريخ أقل كتلة بعشر مرات من موطننا الكوني. مساحة سطح الكوكب بأكمله أكبر بقليل من مساحة قارات الأرض مجتمعة، باستثناء اتساع المحيط العالمي. الكثافة هنا أيضًا أقل - فقط 3.93 كجم/م3.

ابحث عن الحياة

على الرغم من الاختلاف الواضح بين المريخ والأرض، فقد اعتبر لفترة طويلة مرشحًا حقيقيًا للحصول على لقب كوكب صالح للسكن. قبل بداية عصر الفضاء، اكتشف العلماء، الذين يراقبون السطح المحمر لهذا الجسم الكوني من خلال التلسكوب، علامات الحياة بشكل دوري، والتي سرعان ما وجدت تفسيرًا أكثر واقعية.

بمرور الوقت، تم تحديد الظروف التي يمكن أن تظهر فيها أبسط الكائنات الحية على الأقل خارج الأرض بوضوح. وتشمل هذه بعض معايير درجة الحرارة ووجود الماء. تهدف العديد من الدراسات التي أجريت على الكوكب الأحمر إلى اكتشاف ما إذا كان المناخ المناسب قد تطور هناك، والعثور على آثار للحياة إن أمكن.

درجة الحرارة على المريخ

الكوكب الأحمر عالم غير مضياف. تؤثر المسافة الكبيرة من الشمس بشكل كبير الظروف المناخيةهذا الجسم الكوني. تتراوح درجات الحرارة على المريخ بالدرجة المئوية في المتوسط من -155 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية. الجو هنا أكثر برودة بكثير من الأرض، لأن الشمس، التي تقع مرة ونصف، تسخن نصف السطح بشكل ضعيف. وتتفاقم هذه الظروف غير المواتية بسبب الغلاف الجوي المتخلخل، وهو شديد النفاذية للإشعاع، المعروف بأنه مدمر لجميع الكائنات الحية.

تقلل مثل هذه الحقائق إلى الحد الأدنى من فرص العثور على آثار للكائنات الحية الموجودة أو المنقرضة على سطح المريخ. ومع ذلك، لم يتم بعد تناول هذه النقطة.

العوامل المحددة

تعتمد درجة الحرارة على المريخ، كما هو الحال على الأرض، على موقع الكوكب بالنسبة للنجم. ويتم ملاحظة قيمته القصوى (20-33 درجة) خلال النهار بالقرب من خط الاستواء. يتم الوصول إلى القيم الدنيا (حتى -155 درجة) بالقرب من القطب الجنوبي. تتميز كامل أراضي الكوكب بتقلبات كبيرة في درجات الحرارة.

تؤثر هذه الاختلافات على كل من السمات المناخية للمريخ وكوكبه مظهر. السمة الرئيسية لسطحه، والتي يمكن ملاحظتها حتى من الأرض، هي القبعات القطبية. ونتيجة للتدفئة الكبيرة في الصيف والتبريد في الشتاء، فإنها تخضع لتغيرات ملحوظة: فهي إما تتناقص حتى تختفي تمامًا تقريبًا، ثم تزداد مرة أخرى.

هل يوجد ماء على المريخ؟

عندما يبدأ فصل الصيف في أحد نصفي الكرة الأرضية، يبدأ حجم الغطاء القطبي المقابل في التناقص. ونظرًا لاتجاه محور الكوكب، عند اقترابه من نقطة الحضيض الشمسي، فإن النصف الجنوبي يواجه الشمس. ونتيجة لذلك، يكون الصيف هنا أكثر سخونة إلى حد ما، ويختفي الغطاء القطبي بالكامل تقريبًا. وفي الشمال لم يلاحظ هذا التأثير.

التغييرات في حجم القبعات القطبية دفعت العلماء إلى الاعتقاد بأنها لا تتكون بالكامل الجليد العادي. تتيح لنا البيانات التي تم جمعها حتى الآن أن نفترض أن دورًا مهمًا في تكوينها قد لعب ثاني أكسيد الكربون، والتي في كميات كبيرةيحتوي على جو المريخ . خلال موسم البرد، تصل درجة الحرارة هنا إلى نقطة تتحول عندها عادة إلى ما يسمى بالثلج الجاف. هو الذي يبدأ في الذوبان مع قدوم الصيف. الماء، وفقا للعلماء، موجود أيضا على هذا الكوكب ويشكل ذلك الجزء من القمم القطبية الذي يبقى دون تغيير حتى مع ارتفاع درجة الحرارة (التدفئة ليست كافية لاختفائه).

وفي الوقت نفسه، لا يمكن لكوكب المريخ أن يتباهى بوجود المصدر الرئيسي للحياة في الحالة السائلة. لفترة طويلة، كان الأمل في اكتشافه مستوحى من مناطق التضاريس التي تشبه إلى حد كبير مجاري الأنهار. لا يزال من غير الواضح تمامًا ما الذي كان يمكن أن يؤدي إلى تشكيلها إذا لم يكن هناك أي شيء على الإطلاق الماء السائل. تشهد أجواء المريخ لصالح الماضي "الجاف". وضغطه ضئيل للغاية لدرجة أن درجة غليان الماء تنخفض عند درجات حرارة منخفضة بشكل غير معتاد بالنسبة للأرض، أي أنه لا يمكن أن يتواجد هنا إلا في الحالة الغازية. من الناحية النظرية، كان من الممكن أن يكون للمريخ غلاف جوي أكثر كثافة في الماضي، ولكن بعد ذلك ظلت آثاره على شكل غازات خاملة ثقيلة. ومع ذلك، لم يتم اكتشافهم حتى الآن.

الرياح والعواصف

تؤدي درجة الحرارة على المريخ، أو بتعبير أدق تغيراتها، إلى حركة سريعة للكتل الهوائية في نصف الكرة الأرضية الذي دخل فيه فصل الشتاء. تصل سرعة الرياح الناتجة إلى 170 م/ث. على الأرض، قد تكون مثل هذه الظواهر مصحوبة بزخات مطر، لكن الكوكب الأحمر لا يملك احتياطيات مياه كافية لذلك. تحدث العواصف الترابية هنا، وهي كبيرة جدًا لدرجة أنها تغطي الكوكب بأكمله في بعض الأحيان. في بقية الأوقات، يكون الطقس صافيًا دائمًا تقريبًا (هناك حاجة أيضًا إلى الماء لتكوين كمية كبيرة من السحب) والهواء صافٍ جدًا.

وعلى الرغم من صغر حجم المريخ نسبياً وعدم صلاحيته للحياة، إلا أن العلماء يعلقون عليه آمالاً كبيرة. ومن المقرر هنا في المستقبل تحديد قواعد لاستخراج الموارد المعدنية وتنفيذ مختلفها النشاط العلمي. ومن الصعب القول مدى واقعية مثل هذه المشاريع، لكن التطور التكنولوجي المستمر يشير إلى أن البشرية ستتمكن قريباً من تنفيذ الأفكار الأكثر جرأة.

تهب العواصف الترابية على سطح المريخ كل عام. في بعض الأحيان تنمو بشكل كبير لدرجة أنها تخفي الكوكب عن الأنظار. وهذا يمكن أن يضع المستعمرين المستقبليين في موقف صعب: يمكن أن تستمر بعض العواصف لعدة أشهر، مما يحجب ضوء الشمس ويحرم الألواح الشمسية من مصدر للطاقة. حاليا، لا توجد طريقة دقيقة للتنبؤ بمثل هذه العواصف، ولكن وفقا للعلماء، فإن عاصفة ترابية شديدة سوف تندلع على الكوكب الأحمر خلال الأشهر المقبلة، وإذا حدث ذلك حقا، فسيكون من الأسهل بكثير تتبع الكوارث في المستقبل.

على الأرجح، تحدث العواصف الترابية العالمية عندما يكون المريخ أقرب إلى الشمس. وفقًا لجيمس شيرلي، عالم الفلك في مختبر تسريع الطائرات التابع لناسا ومؤلف مقالات حول الأبحاث المتعلقة بالعواصف المريخية، كلما زادت سخونة الغبار في الغلاف الجوي، زادت سرعته، لذا فإن الأمر منطقي. في بعض الأحيان يرتفع عمود من الغبار إلى الغلاف الجوي مسافة 60 كيلومترًا (للمقارنة، يبلغ ارتفاع جبل إيفرست 8848 كيلومترًا فقط). إن التنبؤ بمثل هذه العواصف أمر معقد في المقام الأول بسبب حقيقة أننا لا نعرف سوى القليل عنها. "من ناحية، لا ينبغي أن تحدث على الإطلاق، ومن ناحية أخرى، يجب أن تستمر العواصف الترابية باستمرار، لأن المريخ مضاء جيدًا بالشمس ويكون حارًا جدًا تحت أشعتها. يقول شيرلي: "أسباب حدوث العواصف بشكل دوري وغير منتظم ليست معروفة لنا بعد".

لا يمكن للعاصفة الترابية أن تتداخل مع عمل رواد الفضاء على الكوكب نفسه فحسب، بل يمكنها ببساطة منع المكوك من الهبوط على المريخ. عندما يسخن الغلاف الجوي ويبدأ الغبار في التحرك، فإن ذلك لا يقلل فقط من الرؤية ويحجب منطقة الهبوط (مما قد يتسبب بسهولة في هبوط السفينة في مضيق، على سبيل المثال)، ولكنه يتسبب أيضًا في ارتفاع حرارة الجلد بسبب الاحتكاك مما قد يؤثر سلبًا على تشغيل أنظمة السفينة. ومهما يكن الأمر، فإن سرعة الرياح في العواصف الترابية الضخمة أقل من سرعة الرياح على الأرض: الغلاف الجوي للمريخ أرق بكثير من الغلاف الجوي للأرض، ولا تصل سرعة الرياح إلى أعلى من 90-120 كم / ساعة. بالإضافة إلى ذلك، بسبب الغلاف الجوي الرقيق، فإن أسرع إعصار قد يشعر به مثل رياح تبلغ سرعتها حوالي 10 ميل في الساعة على الأرض، كما يوضح ستيف هوفمان، مهندس الفضاء الجوي في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا. ويقول: "مثل هذه الرياح لن تطيح بأي رائد فضاء أو صاروخ". ومع ذلك، يمكن لعاصفة كبيرة أن تسد الشقوق الموجودة في جلد السفينة والمعدات بالحطام، مما يترك الألواح الشمسية بدون مصدر للطاقة وبالتالي يلحق أضرارًا جسيمة بعمل رواد الفضاء والمركبات الجوالة. على سبيل المثال، انتظرت مركبات سبيريت وأبورتيونيتي التي تعرضت لعاصفة ترابية في عام 2007 لأسابيع، ولم تتمكن من إعادة شحن طاقتها إلا لبضع دقائق في اليوم، عندما هدأت العاصفة وصفوت السماء لفترة وجيزة.

يعتمد مدى قدرة رواد الفضاء على الاستعداد للعاصفة على مدى معرفتهم. وكلما أسرعوا في التنبؤ بوصول العاصفة، كلما زادت فرصهم في تقليل العواقب المترتبة على أنشطتها المدمرة. وقد تكون إحدى الاستراتيجيات المحتملة هي الانتقال إلى مصادر الطاقة البديلة. تجوال الفضولعلى سبيل المثال، يستخدم نظام طاقة النظائر المشعة، ويحصل على الطاقة من البلوتونيوم. قد يكون تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين فكرة جيدة، ولكن لسوء الحظ فإن الهيدروجين متفجر والبلوتونيوم مشع، لذلك لا تبدو أي من هاتين الطريقتين جذابتين بشكل خاص لناسا عندما نحن نتحدث عنحول رحلة استكشافية مع الناس الأحياء. بالإضافة إلى ذلك، هناك خطر آخر: يحتوي الغبار المريخي على بيركلورات وكبريتات سامة، والتي يمكن أن تخترق البدلات (الغبار ناعم جدًا، لذلك من غير المرجح أن يتمكن رواد الفضاء حتى على متن المكوك من تجنب الاتصال به تمامًا في وقت واحد). بطريقة او بأخرى). "إن أي فتحات، وقنوات هواء، وأجزاء دوارة من البدلة والشقوق يمكن أن تصبح بوابات للغبار، مما قد يؤدي إلى تآكل ميكانيكي بسيط للمعدات"، يشارك هوفمان مخاوفه.

في العام الماضي، اكتشف جيمس شيرلي كيفية دوران المريخ حول مركزه النظام الشمسيقد تكون مرتبطة بحدوث عواصف رملية. قد يبدو الأمر مفاجئا، لكن مركز النظام ليس دائما الشمس، على الرغم من أن النجم لا يتحرك بعيدا عنه. إن جاذبية الكواكب أحياناً تحمل النجم معها، فيكون في حركة مستمرة. ويشارك المريخ أيضًا في هذه العملية، ويعتقد العلماء أن اقتراب الكوكب وبعده عن الشمس هو الذي يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي وبرودته، مما يتسبب في حدوث العواصف بشكل متكرر. وقاموا بنمذجة دورات الغبار الكوكبية ووجدوا أن ثمانية من العواصف الترابية التسعة الكبرى التي حدثت في الماضي مؤخرا، يتوافق تقريبا مع التوقعات المتوقعة. لن تساعد هذه المعرفة في المهمات الفضائية فحسب، بل قد تكون مفيدة أيضًا الظروف الأرضية: شيرلي متأكدة من ذلك من خلال الدراسة الظواهر الفيزيائيةوعلى المريخ، سيتمكن العلماء من ربطها بعمليات مماثلة على الأرض.

كشفت وكالة ناسا الحقيقة والخيال حول مخاطر العواصف الترابية على كوكب المريخ، والتي قد يكون بعضها مرئيا من التلسكوبات الأرضية. تم استخدام هذه المعلومات في إنشاء الفيلم الجديد "The Martian" للمخرج ريدلي سكوت. جاء ذلك على موقع وكالة ناسا.

ذيل الغبار (الصورة: NASA / JPL-Caltech / جامعة أريزونا)

وذلك لأن أقوى الرياح على المريخ لا تزيد سرعتها عن 27 مترًا في الثانية، وهو ما يزيد عن نصف سرعة بعض الرياح القوية على الأرض. بالإضافة إلى ذلك، فإن كثافة الغلاف الجوي للمريخ أقل بمئة مرة من كثافة الأرض.

الغبار الناتج عن عاصفة عام 2008 غطى ألواح سبيريت (الصورة: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

وقال عالم فيزياء البلازما ويليام فاريل: "الفرق الرئيسي بين الأرض والمريخ هو أن الضغط الجوي على الكوكب الأحمر أقل بكثير". وأضاف: "لذا فإن كل شيء [الجسيمات الموجودة في الغلاف الجوي للمريخ] يتحول إلى رياح، ولكن ليس بنفس الشدة [مقارنة بالأرض]".

ومع ذلك، فإن العواصف الترابية على المريخ ليست ضارة تمامًا. يمكن لجزيئات الغبار الصغيرة أن تحمل شحنة كهروستاتيكية و"تلتصق" بالأسطح، خاصة النوافذ والأجزاء الميكانيكية للمعدات العلمية.

هذا الغبار نفسه يمثل مشكلة كبيرة للألواح الشمسية. حتى العواصف الترابية الصغيرة يمكن أن ترسب ما يكفي من الجزيئات على الألواح الشمسية لتقليل إنتاج الطاقة الشمسية بشكل كبير.

"كنا قلقين حقًا بشأن طاقة المركبات الجوالة. وقال سميث: إن مركبات سبيريت وأبورتيونيتي، التي هبطت على المريخ في عام 2004، شهدت عاصفة عالمية مرة واحدة فقط (في عام 2007) وتوقفت بشكل أساسي عن العمل لبضعة أسابيع ودخلت في وضع البقاء على قيد الحياة.