Почему частицы марсианской пыли поднимаются ветром, хотя этого происходить не должно? Ответ ищи у ветра, дующего в аэродинамической трубе в Дании.

Чтобы достичь поверхности планеты Марс с Земли, потребуется примерно полгода, однако ученые университета г.Орхус в Дании могут добраться туда за несколько секунд. Для этого им нужно всего лишь заглянуть в иллюминаторы университетской аэродинамической трубы.

Аэродинамическая труба – одна из главных достопримечательностей университетской лаборатории по моделированию Марса (Marslab) – больше похожа на загадочное лазерное оружие из старого фильма о Джеймсе Бонде. Однако предметом гордости она стала совсем не поэтому. Она является единственной в мире установкой, которая способна поддерживать постоянную циркуляцию марсианской пыли в низкоскоростном потоке ветра (5–10 м/сек).

Аналитическое оборудование лаборатории Marslab было сконструировано группой биологов, химиков и физиков, которые посвятили себя изучению «красной планеты». На двери, ведущей в лабораторию, висит большой плакат с изображением Марса. «Это чтобы вы знали, где находитесь», – улыбаясь, говорит физик Йон Меррисон, один из создателей лаборатории. Когда мы входим внутрь, он кивком указывает на пол, покрытый слоем красновато-коричневой пыли: «Видите, даже пыль здесь, как на Марсе».

Марсианская пыль прилипает ко всему – включая саму себя. Стоит какому-то предмету очутиться на поверхности этой планеты, как он тут же покрывается слоем порошка, состоящего из намагниченных и электростатических частиц. Эта пыль вызывает механические, химические, оптические и электрические неисправности и является одним из главных факторов риска для контрольноизмерительных приборов на Марсе.

Марсианская пыль в основном состоит из ржавчины. Грунт, состав которого практически аналогичен марсианскому, ученые Marslab добывают в близлежащем лесу. Меррисон показывает банку, содержимое которой очень похоже на порошок какао, но на самом деле является лесной пылью. «Здесь мы храним наш контрольный образец, – поясняет он. – Специалисты НАСА используют пыль с вершины вулкана на Гавайских островах. По цвету их пыль больше похожа на марсианскую, но зато наша более мелкая и ближе к марсианской по своим магнитным свойствам».

Частицы марсианской пыли перемещаются в атмосфере очень странно. «Существует некий оптимальный размер частиц, при котором пыль начинает разноситься ветром. По идее этот размер должен быть одинаков как на Марсе, так и на Земле, – продолжает Меррисон, – это 100 микрон, размер одной песчинки. Частицы марсианской пыли гораздо мельче – всего один микрон. Задача ученых – определить, почему частицы марсианской пыли так легко поднимаются ветром».

Похожая на торпеду аэродинамическая труба занимает большую часть помещения лаборатории. Ее конструкция позволяет создавать непрерывную циркуляцию марсианской атмосферы, состоящей в основном из углекислого газа, разрежение которого соответствует 1 проценту разрежения атмосферы Земли. «Только у нас и у НАСА есть такая аэродинамическая труба», – продолжает Меррисон.

Благодаря экспериментам в аэродинамической трубе ученые Marslab приблизились к пониманию поведения частиц марсианской пыли. Из-за своих магнитных и электростатических свойств эти крошечные частицы притягиваются друг к другу и образуют слипшиеся комочки. Ветер поднимает эти «пыльные крошки», которые внешне похожи на песчинки, но значительно легче их. Сталкиваясь с поверхностью и отскакивая от нее, они снова распадаются.

В последнее время Меррисон и его коллеги занимаются разработкой датчиков силы ветра, которые, как они надеются, будут использоваться во время предстоящих пилотируемых полетов на Марс. «Традиционные анемометры прекрасно работают на Земле, но большое разрежение атмосферы на Марсе плюс огромный перепад дневных и ночных температур оказывают сильное влияние на точность их показаний», – говорит Меррисон.

Он откручивает несколько болтов по периметру камеры аэродинамической трубы и открывает люк. В глубине наружного корпуса с плавно изгибающимися краями виден покрытый слоем красноватой пыли внутренний цилиндр, где расположены две толщиной с карандаш проволочные катушки с установленными на них бумажными шариками. По переданным на Землю фотографиям этого примитивного прибора, который в сущности состоит из шарика на пружине, исследователи смогут определять силу ветра на Марсе.

«Его конструкция должна быть максимально проста, – подчеркивает Меррисон. – Чтобы попасть на борт марсохода, этот прибор не должен мешать работе другого оборудования и весить, как пушинка». Он показывает несколько других опытных образцов датчика силы ветра Telltale, изготовленных из алюминиевой фольги и пружин. «Сколько времени уходит на его изготовление? Несколько минут».

Ученые Marslab надеются, что датчик Telltale будет включен НАСА в список бортового оборудования следующего марсохода, запуск которого запланирован на 2007 г. Для Европейского космического агентства, которое планирует отправить на Марс спускаемый аппарат в 2011 г., лаборатория разрабатывает более сложный анемометр. Он посылает три лазерных луча, которые измеряют скорость и направление ветра, а также определяют электрический заряд обнаруженной пыли.

«Вся прелесть собственной аэродинамической трубы в том, что утром вам в голову может прийти какая-нибудь идея, а после обеда вы можете ее проверить», – говорит Меррисон.

В поисках совершенства

Главные детали трубы из лаборатории Marslab – это корпус с изогнутыми краями и полый внутренний цилиндр с вентилятором на одном конце. Воздушный поток, создаваемый вентилятором, движет