在火星上,旋转的尘土柱(称为尘卷风)经常在地表上周游,有时会产生磕碰而构成戏剧性的现象,就像美国宇航局的意志号探测器最近拍照到的相同。在一个稀有的时刻,探测器拍照到了杰泽罗陨石坑中一个大型尘卷风逾越一个较小的尘卷风的画面。
这些时刻短的小型龙卷风对火星气候影响巨大,是大气行为的要害方针。虽然难以猜测,但科学家们正在学习怎么样更好地猜测和研讨它们,然后进一步了解这颗赤色星球的动态外表情况。
美国宇航局“意志号”火星探测器拍照的一组有目共睹的画面显现,一个火星尘卷风正在逾越并吞噬一个较小的尘卷风。这段视频由火星探测器的导航摄像机拍照的图画制造而成,捕捉到了两股旋转尘卷风之间稀有的彼此作用,此现状在火星上出奇地常见。
这段视频是火星车科学团队进行的成像试验的一部分,旨在研讨火星大气的动态行为。其时,意志号距离事情产生地约 0.6 英里(1 公里)。较大的尘卷风宽度约为 210 英尺(65 米),而后边较小的尘卷风宽度约为 16 英尺(5 米)。布景中呈现了别的两个尘卷风,为这一场景增添了戏剧性,这一场景于 1 月 25 日在杰泽罗陨石坑西缘的一个被称为“金缕梅山”的当地拍照。
“对流涡旋(又称尘卷风)或许适当凶狠,”科罗拉多州博尔德空间科学研讨所的“意志号”科学家马克·莱蒙说。“这些小型旋风在火星外表徜徉,沿途卷起尘土,下降其邻近区域的能见度。假如两个尘卷风可巧相遇,它们要么彼此消灭,要么兼并,较强的尘卷风吞噬较弱的尘卷风。”
尘卷风是由暖空气柱上升和旋转构成的。行星外表邻近的空气与较暖的地上触摸后变热,并通过上方密度更大、更冷的空气上升。当其他空气沿着外表移动以替代上升的暖空气时,它开端旋转。当进入的空气上升到柱子中时,它会加快,就像旋转的滑冰运动员将手臂挨近身体相同。冲进来的空气也会带走尘土,尘卷风就此诞生。
“尘卷风在火星气候形式中扮演着重要人物,”美国宇航局南加州喷气推动试验室意志号火星车项目科学家凯蒂·斯塔克·摩根 (Katie Stack Morgan) 表明。“尘卷风研讨很重要,由于这些现象表明晰大气情况,例如盛行风向和风速,并且是火星大气中大约一半尘土的来历。”
自 2021 年着陆以来,意志号已屡次拍照到旋风的图画,这中心还包含 2021 年 9 月 27 日的一次拍照,其时一群尘卷风在耶泽罗陨石坑底部飘动,火星车运用其超级摄像机麦克风记载下了火星尘卷风的榜首声。
20 世纪 70 年代,美国宇航局的维京号轨迹飞行器成为第一批拍照到火星尘卷风的航天器。二十年后,该组织的探路者号使命初次从火星外表拍照到尘卷风,乃至探测到尘卷风从着陆器上方通过。双子火星车“勇气号”和“机会号”成功捕捉到不少尘卷风。“猎奇号”正在探究火星另一侧盖尔陨石坑的夏普山,也看到了尘卷风。
1978 年 8 月 1 日,美国宇航局的海盗 1 号轨迹器拍照到了火星尘卷风投下的暗影。在两张相片之间的 15 秒距离内,尘卷风以每秒约 59 英尺(18 米)的速度向东北方向(右上方)移动。图片来自:NASA/JPL-Caltech/MSSS
用航天器拍照尘卷风图画或视频需求一些命运。科学家无法猜测它们何时会呈现,因而意志号会定时从各个方向监测它们。当科学家发现它们在一天中的特定时刻更频频地呈现或从某个方向挨近时,他们会使用这一些信息会集监测,企图捕捉到更多的旋风。
“假如你为咱们最新视频中的小恶魔感到伤心,那么知道更大的恶魔很或许在几分钟后就死了,或许你会感到少许安慰,”莱蒙说。“火星上的尘卷风只能继续大约 10 分钟。”
意志号是美国宇航局最先进的火星探测器,是该组织更广泛的月球到火星探究战略下火星 2020 使命的一部分。该探测器的一个首要方针是天体生物学——寻觅赤色星球上古代微生物生命的痕迹。为了支撑这一方针,意志号是榜首个搜集和贮存火星岩石和风化层样本的使命,这些样本有朝一日可以终究靠美国宇航局和欧空局的火星样本回来方案回来地球进行具体的科学分析。
除了寻觅曩昔的生命之外,这辆火星车还在研讨火星的地质和气候前史,搜集要害数据,为未来的人类使命做准备。意志号由美国宇航局喷气推动试验室(由加州理工学院办理)运营,为火星探究的下一个年代铺平了路途。