Над поверхностью освещенной стороны Деймоса, второго по величине спутника Марса, образуется слой пылевой плазмы — ионизированного газа, содержащего частички пыли. Эта плазма угрожает работе посадочных модулей будущих миссий к этим объектам.

Ученые определили характеристики пылевых частиц и электрических полей, в которых формируется пылевая плазма, и обнаружили, что из-за малой гравитации над поверхностью Деймоса поднимаются существенно более крупные пылевые частицы, чем над поверхностью Луны. Работа опубликована в журнале Plasma Physics Reports.

Поверхность спутников Марса - Фобоса и Деймоса - покрыта пылью, которая состоит из крупинок реголита. Так называют грунт, образовавшийся после бомбардировки поверхности спутников микрометеоритами. Слабая гравитация усиливает роль пыли на Деймосе, поскольку даже небольшое возмущение, связанное, например, с посадкой исследовательского аппарата, может привести к формированию массивного пылевого облака над поверхностью.

Электромагнитное излучение Солнца и плазма солнечного ветра заряжает поверхность Деймоса. С Землей такого не происходит, поскольку нашу планету защищает атмосфера, а на Деймосе ее фактически нет. Вследствие фотоэффекта поверхность и пылевые частицы при взаимодействии с излучением Солнца испускают электроны. В результате грунт и отдельные пылевые частицы положительно заряжаются и начинают электростатически отталкиваться. В результате пыль поднимается над поверхностью. В новой работе физики из МФТИ и ИКИ РАН смоделировали, как взаимодействует солнечное излучение и частички пыли, поднимающиеся с поверхности Деймоса.

"Когда мы рассматриваем Фобос и Деймос, можно учитывать только электростатическое взаимодействие пыли с поверхностью. Такое приближение по нашим расчетам должно хорошо работать для этих объектов. По аналогии с Луной в случае с Деймосом можно ожидать, что основная часть пылевых частиц содержится именно в приповерхностном слое. Образование пылевой плазмы здесь связано с зарядкой пылевых частиц, их взаимодействием с заряженной поверхностью Деймоса, последующим подъемом и движением заряженной пыли", - говорит соавтор работы, профессор МФТИ и сотрудник ИКИ РАН Сергей Попель.

Вторая космическая скорость для Фобоса и Деймоса, то есть минимальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно покинуло орбиту этих спутников, очень небольшая. Для Фобоса это 10 м/с, для Деймоса - 6 м/с. Поэтому часть поднявшихся высоко над поверхностью пылевых частиц улетает от этих объектов в космическое пространство. Эта пыль может создавать так называемое пылевое гало между Фобосом, Деймосом и Марсом.

"На Луне слой реголитовой пыли на поверхности составляет около четырех сантиметров. Чаще всего встречаются частички пыли размером 50-70 микрон. В связи с тем, что гравитация на Луне достаточно большая по сравнению с Фобосом и Деймосом, из-за электростатического взаимодействия могут подниматься над поверхностью в основном частички до 100 нанометров в размере. Поэтому их тяжело обнаружить, но вред здоровью они могут причинить очень большой, вызвав у космонавта заболевания верхних дыхательных путей, типа силикоза", - заключает Сергей Попель.

В последние годы Марс и его спутники активно изучают космические аппараты. В связи с этим очень важно исследовать, как ведет себя пыль на поверхности этих небесных тел. Это будет влиять на параметры посадки и работы спускаемых модулей космических аппаратов - например, миссии "Фобос-Грунт 2", которую планируют запустить в ближайшее десятилетие.

Работу поддержал Президиум РАН и Российский фонд фундаментальных исследований.

Похожие новости

  • 20/07/2018

    Физики из России создали «лампочку» из оптоволокна, работающую в космосе

    ​Российские ученые создали прототип оптоволоконных источников света, способных работать в космосе и не разрушаться под действием радиации. "Инструкции" по их сборке были опубликованы в Journal of Lightwave Technology.
    211
  • 17/03/2017

    Сибирские физики создадут точнейшие атомные часы

    Ученые из Института лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирского государственного университета и из Новосибирского государственного технического университета разработали сверхстабильный лазер для атомных часов, который позволит российским физикам создать устройства для измерения времени, не уступающие в точности западным аналогам, говорится в статье, опубликованной в Journal of Physics: Conf.
    1494
  • 08/06/2017

    Объявлены лауреаты Госпремии 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий

    ​​Объявлены лауреаты Государственной премии Российской Федерации 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий. Указ об этом опубликован на официальном сайте Президента РФ. Госпремию вручат нефтяникам, врачам и астрофизикам​.
    1507
  • 25/09/2018

    Физики измерили намагниченность диэлектрика за одну триллионную долю секунды

    Коллектив ученых из России, Германии, Швеции и Японии разработал способ изменить намагниченность диэлектрика, воздействуя на него сверхкороткими лазерными импульсами. Ученым удалось добиться времени изменения намагниченности в одну пикосекунду – это в 100 раз меньше, чем предполагалось ранее.
    115
  • 17/09/2018

    Большой адронный коллайдер и фундаментальные вопросы науки

    Россия пока не получила ни одного заказа при модернизации Большого адронного коллайдера, хотя раньше без нее ЦЕРН обойтись в принципе не мог. Ровно десять лет назад в Европейской лаборатории ядерных исследований (ЦЕРН) был запущен Большой адронный коллайдер.
    184
  • 23/07/2018

    Российские физики создали суперлюминесцентный световод для космических аппаратов

    Оптоволокно с добавкой висмута может стать мощным суперлюминесцентным источником излучения для инструментов и приборов, работающих в космосе.   Исследователи из Научного центра волоконной оптики (НЦВО) РАН и Института химии высокочистых веществ им.
    194
  • 23/08/2018

    Химики из России создали нанотрубки, сжимающиеся при нагревании

    ​Ученые из Санкт-Петербурга создали первые в мире микротрубки из необычного материала, сжимающегося при нагревании. "Рецепт" по их выращиванию был представлен в журнале Inorganic Chemistry. "Пока мы только научились синтезировать микротрубки, но не изучили их термическое поведение.
    166
  • 09/08/2018

    Ученые выяснили, как птицы находят цель при перелетах на тысячи километров

    ​Одним из наиболее значимых последних достижений Российской академии наук ее глава Александр Сергеев назвал результаты исследований орнитологов. Они нашли еще один механизм, который позволяет птицам с поразительной точностью совершать перелеты на расстояния в тысячи километров.
    208
  • 16/10/2018

    Профессор Ильдар Габитов: электроника зашла в тупик

    ​Фотонный компьютер, Wi-Fi из лампочки, материалы-невидимки, боевые лазеры и сверхчувствительные сенсоры... Все это плоды одной и той же науки - фотоники. О том, почему именно свет сегодня стал объектом изучения чуть ли не для половины физиков во всем мире, "Огоньку" рассказал профессор Сколтеха Ильдар Габитов.
    90
  • 25/09/2018

    В России создадут систему прогнозов состояния арктических морей

    ​Создание системы оперативного прогноза ситуации в арктических морях представляется для России крайне важным проектом, ввиду стоящей задачи освоения Арктики. Такая система сможет предоставлять прогностическую информацию о гидрометеорологических изменениях в акватории.
    120