Jejak syaitan debu. Kredit gambar: NASA / JPL. Klik untuk membesarkan
Ah, musim panas Martian! Akhirnya, hari-hari panjang, seperti di Bumi lama yang dikasihi. Dan roket tinggi siang hari hingga 20? C (68? F) yang sejuk dari suhu malam musim panas yang rendah -90? C (-130? F), yang bermaksud anda dan rakan angkasawan anda dapat memanaskan jentera anda lebih awal untuk mendapatkan permulaan yang baik dalam operasi perlombongan.
Setan debu di Marikh membentuk cara yang sama seperti di padang pasir di Bumi. "Anda memerlukan pemanasan permukaan yang kuat, sehingga tanah dapat menjadi lebih panas daripada udara di atasnya," jelas Lemmon. Udara kurang padat yang dipanaskan dekat dengan tanah naik, menembusi lapisan udara yang lebih padat lebih sejuk di atas; naiknya udara panas dan kepulan udara yang sejuk mula beredar secara menegak dalam sel perolakan. Sekarang, jika tiupan angin mendatar meliar, "ia memutar sel-sel perolakan di sisinya, sehingga mereka mulai berputar secara mendatar, membentuk tiang menegak - dan memulai setan debu."
Udara panas yang naik ke tengah lajur memberi kekuatan kepada udara yang berpusing lebih cepat - cukup pantas untuk mula mengambil pasir. Pasir menggosok tanah kemudian mengeluarkan debu halus tepung, dan tiang tengah pelampung udara panas naik yang berdebu tinggi. Setelah angin mendatar yang berlaku mula mendorong syaitan debu ke seberang tanah, lihatlah!
"Sekiranya anda berdiri di sebelah Spirit rover sekarang [di Kawah Gusev] pada tengah hari, anda mungkin akan melihat setengah lusin setan debu," kata Lemmon. Setiap hari musim bunga atau musim panas Martian, syaitan debu mulai muncul kira-kira pukul 10 pagi ketika tanah menjadi panas, dan mulai mereda sekitar 3 PM ketika tanah menyejuk (hari matahari Mars 24 jam 39 minit hanya 39 minit lebih lama daripada Bumi?). Walaupun frekuensi dan jangka masa yang tepat dari syaitan debu Mars tidak diketahui, foto-foto dari Mars Global Surveyor di orbit mendedahkan trek mengembara yang tak terhitung jumlahnya di semua garis lintang di planet ini. Jalur ini melintasi permukaan di mana syaitan debu telah membersihkan bahan permukaan yang longgar untuk menampakkan tanah yang berlainan warna di bawahnya.
Lebih-lebih lagi, syaitan debu sebenar telah difoto dari orbit - beberapa di antaranya selebar 1 hingga 2 kilometer di pangkalan mereka dan (dari bayang-bayang mereka) jelas menjulang tinggi 8 hingga 10 km.
Apa yang menarik minat Farrell untuk mengejar syaitan debu di padang pasir Arizona, bagaimanapun, adalah kenyataan aneh bahawa syaitan debu terestrial dikenakan elektrik - dan juga syaitan debu Mars.
Syaitan habuk mendapat muatan dari pasir dan debu yang bergumpal bersama-sama dalam angin puyuh. Apabila pasangan bahan tidak serupa digosok bersama, satu bahan menyerahkan sebahagian elektronnya (cas negatif) ke bahan lain. Pemisahan cas elektrik sedemikian disebut pengecasan triboelektrik, awalan "tribo" (diucapkan TRY-bo) yang bermaksud "menggosok." Pengisian Triboelektrik menjadikan rambut anda tegak ketika anda menggosok balon ke kepala anda. Debu dan pasir, seperti plastik dan rambut, membentuk pasangan tribolelektrik. (Debu dan pasir tidak semestinya terbuat dari barang yang sama, catat Lemmon, kerana "habuk dapat ditiup dari mana saja.") Zarah debu yang lebih kecil cenderung mengecas negatif, mengambil elektron dari butir pasir yang lebih besar.
Oleh kerana tiang tengah udara panas yang naik yang menggerakkan syaitan debu membawa debu bermuatan negatif ke atas dan meninggalkan pasir bermuatan positif yang berpusing berpusing di dekat pangkalan, caj akan terpisah, mewujudkan medan elektrik. "Di Bumi, dengan instrumen kami telah mengukur medan elektrik pada urutan 20 ribu volt per meter (20 kV / m)," kata Farrell. Kacang tanah itu dibandingkan dengan medan elektrik di ribut petir daratan, di mana kilat tidak berkelip sehingga medan elektrik 100 kali lebih besar - cukup untuk mengionkan (memecah) molekul udara.
Tetapi hanya 20 kV / m "sangat dekat dengan keruntuhan atmosfer Martian yang tipis," Farrell menunjukkan. Lebih penting lagi, syaitan debu Mars jauh lebih besar daripada rakan darat mereka sehingga tenaga elektrik yang tersimpan mungkin jauh lebih tinggi. "Bagaimana ladang itu akan habis?" dia bertanya. "Adakah anda akan mempunyai petir Mars di dalam syaitan debu?" Walaupun kilat biasanya tidak berlaku secara semula jadi, kehadiran angkasawan atau jelajah atau habitat boleh menyebabkan pelepasan filamen, atau busur setempat. "Perkara yang mesti anda perhatikan adalah sudut, di mana medan elektrik boleh menjadi sangat kuat," tambahnya. "Anda mungkin ingin menjadikan kenderaan atau habitat anda bulat."
Pertimbangan lain untuk angkasawan di Marikh adalah "radio statik kerana biji-bijian yang terisi memukul antena tanpa wayar," Farrell memberi amaran. Dan setelah setan debu melewati dan hilang, cenderahati yang berpanjangan akan menjadi peningkatan lekatan debu ke ruang angkasa, kenderaan, dan habitat melalui elektrostatik yang melekat - fenomena yang sama yang menyebabkan kaus kaki melekat ketika ditarik keluar dari pakaian pengering - menjadikan pembersihan sukar dilakukan sebelum memasuki habitat.
Kerana syaitan debu Martian dapat menara setinggi 8 hingga 10 kilometer, ahli meteorologi planet sekarang berpendapat bahawa syaitan mungkin bertanggung jawab untuk membuang begitu banyak debu ke atmosfer Mars. Yang penting bagi angkasawan, habuk itu juga membawa muatan negatif ke atmosfera. Pengisian daya di puncak ribut boleh membahayakan roket yang lepas dari Marikh, seperti yang terjadi pada Apollo 12 pada bulan November 1969 ketika ia jatuh dari Florida semasa ribut petir: ekzos roket mengionisasi atau memecahkan molekul udara, meninggalkan jejak molekul bermuatan sampai ke tanah, mencetuskan kilat kilat yang melanda kapal angkasa.
"Pelaut laut awal, seperti Columbus, memahami bahawa kapal mereka harus dirancang untuk keadaan cuaca yang ekstrem," Farrell menunjukkan. "Untuk merancang misi ke Marikh, kita perlu mengetahui keadaan cuaca Mars yang ekstrem - dan keadaan ekstrem itu tampak dalam bentuk badai debu dan syaitan."
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
