Интересные факты о космосе | Зима на Марсе: как выглядят снег и иней
Космовидение — так называют сеансы прямого эфира из космоса. На заре космической эры съемка велась на пленочные кинокамеры.
Сейчас устанавливаются камеры и на ракеты-носители. С помощью них специалисты могут точно фиксировать все этапы вывода на орбиту аппаратов. Человечество уже произвело съемку с поверхности Луны, Марса, Венеры, спутника Сатурна — Титана, кометы Чурюмова-Герасименко, астероидов Рюгу и Бенну.
Зима на Марсе: как выглядят снег и иней на Красной планете
Камера HiRISE на борту Mars Reconnaissance Orbiter сделала это изображение песчаных дюн, покрытых инеем, сразу после зимнего солнцестояния
Иней на Красной планете представляет собой смесь двуокиси углерода, сухого льда и водяного льда, и он исчезнет через несколько месяцев – с приходом весны.
Когда на Марс приходит зима, поверхность превращается в необычайный зимний праздник. Снег, лед и мороз сопровождают сезонные минусовые температуры. Некоторые из самых холодных из них наблюдаются на полюсах планеты, где температура опускается до -123 °C.
На Марсе, как и на Земле, тоже выпадает снег, образуются лед и иней. Но заснеженных гор там не найти (зато они есть на Плутоне). По большей части снег выпадает на чрезвычайно плоские участки Красной планеты, а эллиптическая орбита Марса означает, что для наступления зимы требуется гораздо больше месяцев: один марсианский год равен примерно двум земным годам.
Марсианский снег
Марсианский снег бывает двух видов: водяной лед и сухой лед, представляющий собой замерзший углекислый газ. Поскольку марсианский воздух чрезвычайно разреженный, а температура очень низкая, снег из водяного льда сублимируется или превращается в газ еще до того, как коснется поверхности.
«Если бы вы захотели покататься на Марсе на лыжах, вам пришлось бы идти в кратер или на скалу, где на наклонной поверхности может скапливаться снег», – приглашает Сильвен Пике, ученый из Лаборатории реактивного движения NASA в Южной Калифорнии.
Камера HiRISE на борту аппарата NASA Mars Reconnaissance Orbiter недавно засняла эти «мегадюны», которые часто называют марсианскими барханами. Зимой над дюнами образовались иней и лед из углекислого газа. Весной там обнажается песок дюн более темного цвета.
Снег «выпадает» только в самых холодных областях Марса и в определенное время: на полюсах, под облачным покровом и ночью. Камеры на орбитальных космических кораблях не могут заглянуть за эти облака, а наземные миссии на планете не могут существовать в условиях сильного холода. В результате ни одного изображения снегопада на Марсе так и не было сделано. Но ученые знают, что это происходит, благодаря нескольким специальным научным приборам.
Камера HiRISE сделала этот снимок края кратера посреди зимы. На южном склоне кратера, который получает меньше солнечного света, образовался пятнистый яркий иней (виден синим цветом)
HiRISE заснял эту весеннюю сцену, когда водяной лед, замерзший в почве, расколол ее на многоугольники. Полупрозрачный лед из углекислого газа пропускает солнечный свет и нагревает газы, выходящие через вентиляционные отверстия, высвобождая на поверхность веера из более темного материала
Зимой над дюнами образовались иней и лед из углекислого газа; весной при сублимации обнажается песок дюн более темного цвета
Марсианские снежинки
Mars Reconnaissance Orbiter может заглянуть сквозь облачный покров с помощью своего прибора Mars Climate Sounder, который улавливает свет на длинах волн, невидимых для человеческого глаза. Эта способность позволила ученым обнаружить снег из углекислого газа, падающий на поверхность планеты.
А в 2008 году NASA отправило посадочный модуль «Феникс» в пределах 1600 километров от северного полюса Марса, где агентство использовало лазерный прибор для обнаружения снега из водяного льда, падающего на поверхность.
Любая снежинка на Земле имеет гексагональную структуру из-за того, как связываются в них молекулы воды. Из-за этого снежинки шестиконечны. Тот же принцип применим ко всем кристаллам: способ расположения атомов определяет форму кристалла. В случае двуокиси углерода молекулы в сухом льду всегда застывают в четырехугольной форме при замораживании.
«Мы знаем, что снежинки из сухого льда будут иметь форму куба. Благодаря Mars Climate Sounder мы можем сказать, что эти снежинки будут меньше, чем человеческий волос в ширину», – утверждает Сильвен Пике.
Марсианский иней
Вода и углекислый газ могут образовывать иней на Марсе, и оба типа инея появляются на планете гораздо чаще, чем снег.
Пожалуй, самое сказочное явление приходит в конце зимы, когда весь скопившийся лед начинает «таять» и сублимируется в виде газа в атмосферу. При этом лед приобретает причудливые и красивые формы, которые напомнили ученым пауков, пятна далматинов, яичницу-глазунью и швейцарский сыр.
Такое «оттаивание» также вызывает извержение гейзеров: полупрозрачный лед позволяет солнечному свету нагревать газ под ним, и этот газ в конечном итоге вырывается наружу, выбрасывая веер пыли на поверхность. Ученые изучают эти явления, чтобы узнать больше о том, откуда дуют марсианские ветры.
Марсианский кратер оказался забит драгоценными камнями. Там может быть жизнь?
Светлые ореолы трещин, пересекающие коренную породу, уходят в недра планеты. Эти сети разломов могли послужить убежищем от суровых поверхностных условий на Марсе
Ученые отыскали на Красной планете опал.
Ученые часто сосредотачиваются на воде при поиске признаков внеземной жизни, потому что она имеет решающее значение для живущих организмов, которые мы знаем. Но поскольку жидкой воды на Марсе больше нет, исследователи ищут геологические признаки того, что она хотя бы когда-то существовала. И эти признаки они нашли в горных породах и почве Красной планеты.
Исследователи заметили важную улику несколько лет назад вокруг разломов на марсианской поверхности. Некоторые из этих разломов окружали «ореолы» более светлой породы, которые, как обнаружили ученые, должны быть богаты опалом. В свою очередь, чтобы образовался опал, богатые кремнеземом породы должны взаимодействовать с водой.
Теперь исследователи изучили обширный архив изображений марсохода Curiosity и обнаружили, что эти ореолы, богатые опалом, не изолированы. Скорее всего, они разбросаны по всему кратеру Гейла – древнему дну озера шириной 154 километра, которое Curiosity исследовал с момента начала своей миссии в 2012 году.
«Наш новый анализ архивных данных показал поразительное сходство между всеми ореолами разломов, которые мы наблюдали намного позже в ходе миссии. Увидеть, что эти сети разломов были когда-то так распространены и, вероятно, переполнены опалом, было невероятно», – Трэвис Габриэль, физик-исследователь из Геологической службы США.
Как все начиналось
Габриэль и его коллеги изучали старые снимки, сделанные Curiosity вокруг кратера Гейла, и заметили на снимке, сделанном намного раньше в ходе миссии, светлый ореол скалы, окружающий разлом. Этот ореол выглядел почти так же, как ореолы, обнаруженные совсем недавно.
Данные прибора Curiosity ChemCam, который анализирует породы с помощью изображений и спектрометрии, показали, что недавно изученные легкие породы, вероятно, содержали богатые кремнеземом опалы.
Чтобы подтвердить химический состав этих пород, команда Габриэля провела дополнительный анализ другого набора ореолов разломов в другом месте внутри кратера, называемом буровой площадкой Лубанго.
Они выяснили, что более светлые ореолы на земле действительно содержат опал, как и другие участки вокруг кратера Гейла. Эти данные, наряду с фотографиями ореолов разломов, сделанными раньше в ходе миссии, говорят исследователям, что вода должна была существовать повсюду в кратере Гейла в более поздней истории Красной планеты.
«Учитывая обширную сеть разломов, обнаруженных в кратере Гейла, разумно ожидать, что эти потенциально пригодные для жизни подповерхностные условия распространились и на многие другие области кратера Гейла и, возможно, на другие регионы Марса. Эта среда должна была сформироваться задолго до того, как высохли древние озера в кратере Гейла», – убедительно говорит Трэвис Габриэль.
По словам ученых, это свидетельствует о важном новом факте: вода, вероятно, сохранялась в кратере Гейла еще долгое время после того, как озеро на его месте испарилось. А значит, и жизнь там могла просуществовать намного дольше.
«Мой космос»: портрет космонавта Роскосмоса Ивана Вагнера
Герой России Иван Викторович Вагнер родился 10 июля 1985 года в посёлке Североонежск Плесецкого района Архангельской области. Наблюдения за пусками ракет из Плесецка еще в детстве вдохновили его связать жизнь с ракетостроением.
В 2008 году Иван окончил «Военмех» им. Д.Ф. Устинова со степенью магистра техники и технологии по направлению авиа и ракетостроение. Решением правительства Санкт-Петербурга был награждён Дипломом лучшего выпускника 2008 года. С 2009 года работал помощником руководителя полётами российского сегмента Международной космической станции, а в 2010 был зачислен в отряд космонавтов.
Свой полет в космос Иван совершил в 2020 году в составе экипажа корабля Союз МС-16.