Jak silne są wiatry na Marsie?

(Dan Tri) – Badania pokazują, że porywy wiatru i burze pyłowe mogą osiągać prędkość około 160 km/h. Zrozumienie siły wiatrów na Marsie jest kluczowe dla planowania przyszłych wypraw.

Mars: pozornie spokojna powierzchnia skrywa „straszne” wiatry

Atmosfera Marsa jest ponad 100 razy cieńsza od atmosfery Ziemi (zdjęcie: Triff/Shutterstock).

Pomimo jałowego i spokojnego wyglądu, Mars ma zaskakująco dynamiczną atmosferę. Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Science Advances ujawniło, że podmuchy wiatru i pyłu na Czerwonej Planecie mogą osiągać prędkość do 44 metrów na sekundę (około 160 kilometrów na godzinę), znacznie szybciej niż poprzednie pomiary powierzchniowe.

Te silne wiatry odgrywają kluczową rolę w kształtowaniu klimatu Marsa, przemieszczając pył po planecie, wpływając na wzorce pogodowe i stawiając poważne wyzwania przyszłym planom eksploracji.

Naukowcy od dawna zdają sobie sprawę z roli wiatrów na Marsie. Powierzchnia planety pokryta jest drobnym pyłem i piaskiem, a formacje takie jak wydmy i globalne burze pyłowe świadczą o sile prądów powietrza.

Wiatry nie tylko unoszą i przemieszczają kurz, ale także wpływają na ilość światła słonecznego docierającego do powierzchni, sposób rozprowadzania ciepła i zachowanie się pary wodnej w cienkiej atmosferze.

Zrozumienie siły, lokalizacji, czasu i interakcji wiatrów z pyłem jest kluczowe dla zbudowania dokładnych modeli klimatu i pogody na Marsie. Modele te stanowią podstawę planowania przyszłych misji eksploracyjnych, które będą musiały zmierzyć się z trudnym środowiskiem Czerwonej Planety.

Wiatry na Marsie są silniejsze, niż myśleliśmy

Na Marsie często zdarzają się burze pyłowe, a globalne burze pyłowe obejmują całą planetę (zdjęcie: Pitris/Getty Images).

Badanie wiatrów na Marsie jest trudne ze względu na brak stałych punktów pomiarowych i cienką atmosferę. Aby temu zaradzić, naukowcy z Uniwersytetu w Bernie w Szwajcarii, pod kierownictwem dr. Valentina Bickela, zastosowali głębokie uczenie do ponad 50 000 zdjęć satelitarnych z kamer CaSSIS na pokładzie ExoMars Trace Gas Orbiter i HRSC na pokładzie Mars Express.

Algorytmy uczenia maszynowego zidentyfikowały pióropusze pyłu, czyli wirujące kolumny pyłu i powietrza, które stanowią widoczne ślady wiatru. Następnie przeanalizowano około 300 najlepszych sekwencji obrazów stereoskopowych, aby śledzić ruch, obliczyć prędkość i nanieść kierunek wiatru na całej planecie.

Wyniki pokazały, że wiatry przypowierzchniowe związane z diabłami pyłowymi osiągały prędkości do 44 m/s (160 km/h), znacznie wyższe niż we wcześniejszych pomiarach (które zazwyczaj wynosiły poniżej 48 km/h i rzadko przekraczały 96 km/h). Prędkości te mierzono powszechnie na całym Marsie, co sugeruje, że tak silne wiatry występują częściej niż wcześniej zakładano.

Silne wiatry powodują unoszenie się większej ilości pyłu z powierzchni, co wpływa na klimat Marsa. Pył pochłania światło słoneczne, ogrzewając atmosferę, wpływając na temperatury, cyrkulację powietrza i powstawanie burz.

Ta nowa metoda pomaga również naukowcom mapować zachowanie wiatru na Marsie w skali globalnej.

Wpływ wiatrów marsjańskich na przyszłe eksploracje

Łazik Opportunity został wysłany na Marsa w 2003 roku i działa do dziś, przekraczając pierwotny plan zakładający zaledwie 90 dni na tej planecie (zdjęcie: Dima Zel/Shutterstock).

Zrozumienie wiatrów na Marsie ma nie tylko znaczenie naukowe, ale ma również praktyczne implikacje dla przyszłych lądowników, łazików i misji załogowych. Dogłębna znajomość środowiska wiatrowego pomaga planistom projektować bezpieczne lądowania, trwały sprzęt i zrównoważone operacje energii słonecznej.

Kurz stanowi poważny problem dla misji naziemnych. Może gromadzić się na panelach słonecznych, zmniejszając moc, zasłaniając sprzęt i uszkadzając systemy mechaniczne. Łazik Opportunity został uziemiony przez pył pokrywający jego panele słoneczne podczas globalnej burzy pyłowej w 2018 roku.

Wiedza o tym, kiedy i gdzie tworzą się silne wiatry i burze pyłowe, pomoże naukowcom przewidywać zagrożenia związane z pyłem i planować działania mające na celu jego usunięcie lub ograniczenie. Mapy wiatru uzyskane na podstawie pomiarów orbitalnych mogą również pomóc w wyborze miejsca lądowania i projektowaniu sprzętu.

Zespół badawczy z Uniwersytetu w Bernie stworzył nowy profil tras burz pyłowych oraz kierunku i prędkości wiatru, co umożliwi przyszłym planistom wypraw poznanie reżimów wiatru w odpowiednich miejscach lądowania i badań.

Pomaga to inżynierom modelować, w jaki sposób wiatr może wpływać na dynamikę lądowania, jak kurz może przemieszczać się w okolicy lądowania oraz jak często kurz może przylegać do paneli słonecznych lub czujników optycznych.

Nowe metody mapowania wiatrów na Marsie wykorzystujące uczenie maszynowe i śledzenie tornad pyłowych pozwolą na dalsze generowanie zbiorów danych służących udoskonalaniu modeli klimatycznych i narzędzi do planowania misji.

Lepsze zrozumienie reżimów wiatru pomoże w opracowaniu bardziej zaawansowanych modeli warunków powierzchniowych, które mają kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa, wydajności i długowieczności łazików i eksploratorów marsjańskich.

Źródło: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/gio-tren-sao-hoa-manh-den-muc-nao-20251106012519849.htm