Pistes de diable de poussière. Crédit d'image: NASA / JPL. Cliquez pour agrandir
Ah, l'été martien! Enfin, les journées sont longues, comme sur la chère vieille Terre. Et les hauts de jour montent en flèche jusqu'à une température douce de 20 ° C (68 ° F) à partir du minimum nocturne de -90 ° C (-130 ° F), ce qui signifie que vous et vos collègues astronautes pouvez réchauffer vos machines plus tôt pour obtenir un bon début sur les opérations minières.
Les diables de poussière sur Mars se forment de la même manière que dans les déserts de la Terre. «Vous avez besoin d'un chauffage de surface puissant, de sorte que le sol peut devenir plus chaud que l'air au-dessus», explique Lemmon. De l'air chauffé moins dense près du sol s'élève, traversant la couche d'air plus dense et plus frais au-dessus; des panaches ascendants d'air chaud et des panaches tombants d'air frais commencent à circuler verticalement dans les cellules de convection. Maintenant, si une rafale de vent horizontale souffle à travers, "cela fait tourner les cellules de convection de leurs côtés, alors elles commencent à tourner horizontalement, formant des colonnes verticales - et à commencer un diable de poussière."
L'air chaud qui monte au centre de la colonne propulse l'air tourbillonnant toujours plus vite - assez rapidement pour commencer à ramasser du sable. Le sable récurant le sol déloge ensuite la poussière fine de farine et la colonne centrale de bouées d'air ascendantes chaudes qui dépoussièrent en altitude. Une fois que les vents horizontaux dominants ont commencé à pousser le diable de poussière sur le sol, faites attention!
«Si vous vous teniez à côté du Spirit rover en ce moment [dans le cratère de Gusev] au milieu de la journée, vous pourriez voir une demi-douzaine de démons de poussière», explique Lemmon. Chaque jour martien de printemps ou d'été, les diables de poussière commencent à apparaître vers 10 heures du matin lorsque le sol se réchauffe et commencent à diminuer vers 15 heures lorsque le sol se refroidit (la journée solaire de Mars de 24 heures 39 minutes n'est que de 39 minutes de plus que celle de la Terre). Bien que la fréquence et la durée exactes des diables de poussière martiens soient inconnues, les photographies de Mars Global Surveyor en orbite révèlent d'innombrables traces d'errance à toutes les latitudes de la planète. Ces pistes sillonnent la surface où les diables de poussière ont récuré les matériaux de surface lâches pour révéler un sol de différentes couleurs en dessous.
De plus, de vrais diables de poussière ont été photographiés depuis l'orbite - certains d'entre eux pouvant atteindre 1 à 2 kilomètres de diamètre à leur base et (depuis leurs ombres) dominant clairement de 8 à 10 km de haut.
Ce qui intrigue Farrell d'avoir chassé les diables de poussière dans le désert de l'Arizona, c'est le fait étrange que les diables de poussière terrestres soient chargés électriquement - et les diables de poussière martiens pourraient l'être aussi.
Les diables de poussière se chargent des grains de sable et de poussière qui se frottent dans le tourbillon. Lorsque certaines paires de matériaux différents se frottent, un matériau cède certains de ses électrons (charges négatives) à l'autre matériau. Une telle séparation des charges électriques est appelée charge triboélectrique, le préfixe «tribo» (prononcé TRY-bo) signifiant «frottement». La charge triboélectrique rend vos cheveux debout lorsque vous frottez un ballon contre votre tête. La poussière et le sable, comme le plastique et les cheveux, forment une paire tribolélectrique. (La poussière et le sable ne sont pas nécessairement faits de la même matière, note Lemmon, car «la poussière peut être soufflée de n'importe où».) Les petites particules de poussière ont tendance à se charger négativement, enlevant les électrons des grains de sable plus gros.
Étant donné que la colonne centrale montante d'air chaud qui alimente le diable en poussières porte la poussière chargée négativement vers le haut et laisse le sable plus lourd chargé positivement tourbillonner près de la base, les charges se séparent, créant un champ électrique. "Sur Terre, avec des instruments, nous avons mesuré des champs électriques de l'ordre de 20 000 volts par mètre (20 kV / m)", explique Farrell. Ce sont des arachides par rapport aux champs électriques dans les orages terrestres, où la foudre ne clignote pas jusqu'à ce que les champs électriques deviennent 100 fois plus importants, suffisamment pour ioniser (casser) les molécules d'air.
Mais un simple 20 kV / m «est très proche de l'effondrement de la fine atmosphère martienne», souligne Farrell. Plus important encore, les diables de poussière martiens sont tellement plus gros que leurs homologues terrestres que leur énergie électrique stockée peut être beaucoup plus élevée. "Comment ces champs se déchargeraient-ils?" il demande. "Auriez-vous des éclairs martiens à l'intérieur des diables de poussière?" Même si la foudre ne se produirait normalement pas naturellement, la présence d'un astronaute ou d'un rover ou d'un habitat pourrait induire des décharges filamenteuses ou des arcs locaux. "La chose à laquelle vous devez vraiment faire attention est les virages, où les champs électriques peuvent devenir très forts", ajoute-t-il. «Vous voudrez peut-être arrondir votre véhicule ou votre habitat.»
Une autre considération pour les astronautes sur Mars serait «radio-statique lorsque des grains chargés frappent des antennes à fil nu», prévient Farrell. Et après que le diable de la poussière soit passé et parti, un souvenir durable de son passage serait une adhérence accrue de la poussière aux combinaisons spatiales, aux véhicules et aux habitats via l'adhérence électrostatique - le même phénomène qui fait que les chaussettes se collent lorsqu'elles sont retirées d'un vêtement séchage - rendant le nettoyage difficile avant de réintégrer un habitat.
Étant donné que les diables de poussière martiens peuvent culminer de 8 à 10 kilomètres de haut, les météorologues planétaires pensent maintenant que les démons peuvent être responsables de la projection de tant de poussière dans l'atmosphère martienne. Il est important pour les astronautes que la poussière puisse également transporter des charges négatives dans l'atmosphère. L'accumulation de charge au sommet de la tempête pourrait présenter un danger pour une fusée qui décollait de Mars, comme cela s'est produit pour Apollo 12 en novembre 1969 lorsqu'elle a décollé de la Floride lors d'un orage: l'échappement de la fusée s'est ionisé ou a brisé les molécules d'air, laissant un traînée de molécules chargées jusqu'au sol, déclenchant un éclair qui a frappé l'engin spatial.
"Les premiers navigateurs en mer, comme Columbus, ont compris que leurs navires devaient être conçus pour des conditions météorologiques extrêmes", souligne Farrell. "Pour concevoir une mission sur Mars, nous devons connaître les extrêmes de la météo martienne - et ces extrêmes semblent être sous la forme de tempêtes de poussière et de démons."
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
