Шокирующая скорость ветра: Пылевые дьяволы показывают, что на Марсе гораздо сильнее штормов | Мировые новости

Изучать ветры на Марсе очень сложно. На Земле мы можем легко использовать метеозонды или спутниковые инструменты для непосредственного измерения ветра. Но на Марсе очень мало мест, где учёные могут разместить инструменты — а воздух на Марсе чрезвычайно разрежен. Из-за этого получение точных данных о ветре на Марсе становится большой проблемой.

Марсоходы и посадочные аппараты на Марсе могут измерять скорость ветра только там, где они расположены — они не могут проверять ветры на всей планете. Поэтому, чтобы лучше понять Марс, ученые используют фотографии, сделанные со спутников, вращающихся вокруг Марса, и используют расширенный анализ данных для изучения того, как повсюду движутся ветры, сообщает Bgr.com.

В новом открытии ученые из Бернского университета под руководством доктора Валентина Бикеля использовали глубокое обучение (метод, основанный на искусственном интеллекте) для изучения более 50 000 спутниковых изображений, сделанных специальными камерами в двух марсианских миссиях — CaSSIS (система цветного и стереоизображения поверхности), которая представляет собой камеру на орбитальном аппарате ExoMars Trace Gas, и HRSC (стереокамера высокого разрешения), которая представляет собой камеру на космическом корабле Mars Express. Эти камеры делают подробные снимки Марса сверху, чтобы помочь ученым лучше понять характер ветра.

Система машинного обучения смогла обнаружить пылевых вихрей на Марсе. Это вращающиеся столбы пыли и воздуха, которые движутся по поверхности. Они помогают ученым, потому что показывают, куда на самом деле движется невидимый ветер. Найдя этих пылевых дьяволов, ученые выбрали около 300 лучших наборов 3D-изображений и подробно их изучили. С их помощью они могли отслеживать, как движутся пылевые дьяволы, измерять их скорость и понимать направление ветров, дующих на Марсе.

Результаты шокировали ученых. Предыдущие измерения марсохода показали, что скорость ветра на Марсе обычно ниже 48 км/час и редко достигает 96 км/час. Но благодаря этому новому глобальному исследованию на основе спутниковых данных ученые обнаружили, что пылевые вихри у поверхности могут достигать скорости около 160 км/час. Столь высокие скорости ветра были обнаружены во многих частях Марса, а не только в нескольких местах. Это показывает, что такие сильные ветры встречаются на Марсе чаще, чем считали ученые ранее.

Почему это важно? Потому что сильные ветры поднимают с поверхности больше пыли — и эта пыль контролирует большую часть климата Марса. Таким образом, более сильные ветры меняют поведение Марса в целом. Пыль на Марсе поглощает солнечный свет и помогает согреть атмосферу. Это влияет на температуру, движение воздуха и даже на образование штормов. Кроме того, используя глубокие нейронные сети (продвинутый искусственный интеллект) вместе со спутниковыми изображениями, ученые теперь создали новый способ изучения и составления карт ветровых режимов по всей планете.

Понимание ветров на Марсе представляет не только научный интерес. Это очень полезно для будущих посадочных аппаратов, вездеходов и даже пилотируемых миссий, поскольку знание поведения ветра поможет сделать посадку более безопасной и упростить планирование. Хорошие знания о ветровых условиях на Марсе помогают планировщикам миссий разрабатывать более безопасные планы посадки, проектировать более мощное оборудование и планировать лучшие солнечные энергетические системы, которые могут работать даже в пыльных условиях.

В будущем ученые должны внимательно учитывать ветры и летающую пыль на Марсе при планировании миссий человека, поскольку эти факторы могут повлиять на безопасность, оборудование и энергосистемы. Все на Марсе может подвергнуться воздействию поверхностных условий, таких как ветер и пыль, включая живую среду обитания, энергетические системы, машины, добывающие ресурсы на Марсе, и транспортные средства, используемые для передвижения. Пыль — большая проблема для миссий на поверхности Марса. Он может оседать на солнечных батареях и снижать мощность, блокировать научные инструменты, а также со временем повреждать движущиеся части машин.

Марсоход Opportunity столкнулся с этой проблемой в 2018 году во время глобальной пылевой бури на Марсе. Пыль блокировала солнечный свет на многие дни, и марсоход не мог получить достаточно энергии, из-за чего миссия была остановлена. Зная, когда и где образуются сильные ветры и пылевые вихри, ученые могут заранее предсказать опасность пыли и спланировать методы очистки или другие способы уменьшения проблем.

Выбор места посадки и проектирование оборудования могут быть полезны при использовании карт ветра, созданных с использованием спутниковых данных. Новый список следов пылевых дьяволов и предполагаемое направление/скорость ветра, как сообщает BGR.com, составленный командой Бернского университета, предоставит будущим планировщикам миссий основанную на данных информацию об условиях ветра в возможных местах посадки на Марс.

Эта информация помогает инженерам предсказать, как ветер повлияет на приземление, как пыль будет перемещаться в зоне приземления и как часто пыль может оседать на солнечных батареях или камерах. В конце концов, этот новый способ изучения ветров на Марсе с использованием машинного обучения и отслеживания пылевых дьяволов будет продолжать создавать больше данных в будущем. Это поможет ученым улучшить климатические модели и усовершенствовать инструменты планирования миссий на Марс.

Исследовательская группа заявила, что благодаря более четким изображениям пылевых дьяволов и использованию 3D-изображений карты ветра Марса в будущем станут более подробными и четкими. Чем больше мы понимаем, как ведут себя ветры на Марсе, тем лучше мы сможем создавать точные модели условий на поверхности. Это очень важно для безопасности полетов, производительности и долговечности оборудования.

(Гириш Линганна — удостоенный наград научный пропагандист и аналитик в области обороны, аэрокосмической и геополитической деятельности. Он является управляющим директором компании ADD Engineering Components India Pvt. Ltd., дочерней компании ADD Engineering GmbH, Германия.)