В журнале «the Journal of Geophysical Research: Planets» на днях была опубликована статья, в которой рассказывается об эксперименте ученых, проведенном ими с целью воссоздать давно интересующее изыскателей явление крайне разреженной марсианской атмосферы: ее облака.

Не для всех планет в Солнечной системе и за ее пределами, имеющих атмосферу, свойственно образование облаков. Марсианские облака в чем-то сходны с земными перистыми облаками, состоящими из крошечных кристаллов льда и парящими высоко над поверхностью Земли.

Для изучения земных облаков ученые могут использовать летательные аппараты – для Марса же такой вариант в настоящее время невозможен. Вместо того чтобы дожидаться, пока Марса достигнет европейский исследовательский спутник «Maven», Дэн Цицо (Dan Cziczo), специалист по атмосферным явлениям из MIT, решил, что будет проще воспроизвести марсианские облака здесь, на Земле.

Для этого Дэн с командой ученых направились в Германию, чтобы воспользоваться возможностями Лаборатории динамических атмосферных явлений и взаимодействия аэрозолей, расположенной в помещении бывшего ядерного реактора, который превратили в исследовательскую камеру, где теперь изучают формирование земных облаков.

По словам Дэна, Лабораторию можно сравнить с огромным термосом, во внутренней камере которого создают искусственное облако, а внешняя камера предоставляет теплоизоляционную «защиту», сохраняя низкую температуру, необходимую для формирования облаков.

Работа системы основана на взаимном влиянии давления, температуры и влажности воздуха в камере. В камеру помещают некоторый запас воды, затем распыляют микроскопические твердые частицы, на которых впоследствии сконденсируется влага, и с помощью насосов начинают откачивать воздух. Давление в камере падает, снижается температура, вследствие чего относительная влажность увеличивается – в этих условиях формируется облако.

Однако если на Земле облака образуются при наличии в атмосфере самых разных частиц (от пыли до разнообразных загрязнителей), то для создания марсианских облаков понадобились образцы твердых горных пород – химически близких к тем, из которых состоит поверхностный слой «Красной планеты». В эксперименте использовали редкий тип оливинового базальта — Mojave Mars Simulant, вулканическую породу, встречающуюся в американской пустыне Мохаве.

Чтобы создать условия, максимально схожие с марсианскими, из камеры откачали кислород, заменив его углекислым газом, и снизили температуру до -83 градусов по Цельсию. Земные перистые облака образуются, как правило, при влажности 100%. Для формирования искусственных марсианских облаков потребовалось почти вдвое больше влаги. Каждое из 10 созданных учеными облаков формировалось примерно за 15 минут. Так, впервые на земле была воспроизведена атмосфера другой планеты.

Изучение марсианских облаков тесно связано с исследованием «водной проблемы» Марса: точные сведения о концентрации воды на поверхности и в атмосфере этой планеты позволят ученых подготовить оборудование для добычи и очистки питьевой воды, которое смогут использовать будущие колонизаторы.