«Викинги» на Марсе - [15]

Хотя грубость модели определяет предварительность рассмотренных количественных результатов, они несомненно свидетельствуют о возможности обусловленного крупномасштабной топографией усиления ветра, которое может в некоторых районах вносить существенный вклад в инжекцию пыли в атмосферу в периоды пыльных бурь.

Расчеты Конрата [30] обнаружили также наличие орографически обусловленных мод, распространяющихся в вертикальном направлении. Эти моды не оказывают сколько-нибудь значительного влияния на поля температуры и ветра в нижних слоях атмосферы, но приводят к появлению сильного потока энергии вверх от поверхности. Подобные моды являются, таким образом, возможным источником энергии для верхней атмосферы в период пыльной бури. Однако для количественной оценки распространения энергии в верхнюю атмосферу необходимо более детальное моделирование атмосферы, чем рассмотренное выше.

Согласно работам [53, 54, 65], определенный вклад в стимуляцию процесса развития пыльной бури может вносить сальтация (беспорядочные движения частиц вверх и вниз вблизи поверхности в результате соударения с нею падающих частиц). Изучение физики процесса эрозии и первоначального механизма формирования пыльных бурь вызвало большой интерес к исследованиям условий подъема частиц марсианского грунта с поверхности как путем численных экспериментов, так и моделирования в аэродинамических трубах при условиях, эквивалентных марсианским.

В работе [108] выполнены численные эксперименты с использованием двухмерной модели потока, разработанной для исследования подъема частиц с поверхности в земных условиях, в которую были введены эмпирические поправки с целью учета специфики марсианских условий. Подъем и перенос частиц грунта определяются соотношением подъемной силы и силы трения, которые сильно зависят от числа Рейнольдса.

Как на Земле, так и на Марсе, подъемная сила имеет решающее значение для начала процесса сальтации. Эквивалентность теоретического описания этого процесса определяется из условия равенства отношений динамической скорости v* к пороговой динамической скорости v*t, определяющей начало сальтации. В табл. 4 приведены значения v* для Земли и Марса при различных диаметре частиц D (мкм) и плотности частиц ρр (г/см³) .

Главная специфика Марса состоит в том, что в этом случае сальтация имеет место в пограничном слое, содержащем вязкий подслой, тогда как для Земли характерен диапазон v*t, соответствующий переходной зоне. Толщина вязкого подслоя на Марсе составляет около 1 см. Сравнение траекторий частиц на Земле и Марсе при идентичных v*/v*t показало, что в условиях Марса траектории выше (до 40%) и длиннее. Отношение длины к высоте траекторий на Марсе значительно выше, а угол соударения с поверхностью существенно меньше (обычно меньше 30°), чем на Земле (5–15°). Максимальная вертикальная составляющая скорости частиц w/v* равна примерно одной десятой по отношению к земной, а горизонтальная составляющая скорости (вдоль направления ветра) в марсианских условиях значительно больше, что должно обусловливать более интенсивную эрозию. На основе сочетания экспериментальных данных и двухмерной модели в работе [108] получены оценки, относящиеся к трехмерной модели потока при наличии кратера. Полученные оценки показывают, что в этом случае значительно усиливается процесс эрозии на «теневой» стороне кратера. Этот вывод объясняет природу образования «струй» пылевого материала на поверхности вблизи некоторых кратеров.

>Рис. 1. Место посадки спускаемого аппарата АМС «Викинг-1». >Центр посадочного эллипса на монтаже телевизионных изображений, полученных с АМС «Викинг-1» 9 июля 1976 г.

>Рис.2. Мозаика 15 телевизионных изображений, полученных с АМС «Викинг-1» 9 июля 1976 г. при расстоянии до поверхности около 1630 км. >Все изображение охватывает площадь 250 × 200 км к западу-северо-западу от места посадки СА.

>Рис. 3. Два изображения западной части вулканического плато Alba Patera , полученные с АМС «Викинг-2» 15 августа 1976 г. при расстоянии до поверхности около 3950 км. >Каждое изображение охватывает площадь 175 × 175 км.

>Рис. 4. Монтаж шести изображений района Chryse , полученных 22 июня 1976 г. с АМС «Викинг-1». >Отчетливо выявляющиеся меандрирующие каналы побуждают высказать предположение об их флювиальном происхождении.

>Рис. 5. «Острова» в канале района Areas Valley на двух изображениях высокого пространственного разрешения, полученного с АМС «Викинг-1» 23 июня 1976 г. Изображения получены с интервалом времени 9 с при расстоянии до поверхности, равном 1723 км.

>Рис. 6. Изображение гигантского экваториального каньона глубиной около 2 км в районе Capri Chastna , полученное с АМС «Викинг-1» 3 июля 1976 г. с расстояния около 2000 км. Размер изображения 70 × 150 км.

>Рис. 7. Изображение дюн на дне района Gangis Chasma— Ganges Chasm — ветви системы экваториального каньона Марса, полученное с АМС «Викинг-1» 1 июля 1976 г. с целью выявления возможных мест посадки АМС «Викинг-2». Изображение охватывает площадь 50 × 20 км.

>Рис. 8. Мозаика изображений покрытого каналами участка поверхности близ района