Конечно, в космосе нет погоды в нашем понимании этого слова — тем не менее, почва также может "выветриваться" в космическом вакууме, если она постоянно подвергается бомбардировке частицами энергии, например, испускаемыми Солнцем. Марсианский спутник Фобос находится в особой ситуации: он настолько близко к Марсу, что не только солнечный ветер, но и облучение частицами с Марса играет здесь решающую роль. Исследовательская группа из TU Wien смогла проверить это в лабораторных условиях. Всего через несколько лет японская космическая миссия возьмет образцы почвы с Фобоса и доставит их обратно на Землю, возможно, подтвердив результаты.
Существуют разные теории о том, как мог образоваться спутник Марса Фобос. Вероятно, что Фобос изначально был астероидом, который затем был захвачен Марсом, но он также мог быть создан в результате столкновения Марса с другим крупным объектом. Исследуя такие небесные тела, нужно всегда помнить, что их поверхность полностью изменилась за миллиарды лет в результате бомбардировки космическими частицами. Поверхность Земли остается нетронутой, потому что наша атмосфера выступает надежной защитой. Однако геология небесных тел без атмосферы, таких как наша Луна или Фобос, может быть понята только в том случае, если возможно правильно оценить "космическое выветривание".
Поэтому в TU Wien были проведены тщательно продуманные эксперименты. Исследователи использовали минерал, подобный тому, который находится на Фобосе, и бомбардировали его в вакуумных камерах разными заряженными частицами. Используя чрезвычайно точные весы, они смогли измерить, сколько материала удаляется в процессе и насколько каждая частица влияет на поверхность в целом.
Необходимо учитывать особые свойства луны Фобоса: его расстояние от поверхности Марса менее 6000 км — даже не два процента от расстояния между нашей Луной и Землей. Как и наша Луна, она совершает приливно-замковое вращение вокруг своей планеты: одна и та же сторона всегда обращена к Марсу.
Из-за чрезвычайно малого расстояния между Марсом и Фобосом на поверхности Фобоса играют роль не только частицы, испускаемые Солнцем, но и частицы с Марса. Атмосфера Марса состоит в основном из двуокиси углерода. Но во внешних областях атмосферы также больше кислорода. Когда частицы солнечного ветра проникают туда, могут образовываться ионы кислорода, которые затем ударяют по Фобосу с высокой скоростью и изменяют материал поверхности.
С помощью использованных методов измерения удалось оценить эрозию Фобоса гораздо точнее, чем это было возможно раньше. Полученные результаты показывают, что нельзя пренебрегать влиянием ионов кислорода марсианской атмосферы. Также важно различать две стороны Фобоса: в то время как солнечный ветер вызывает выветривание на стороне, противоположной Марсу, бомбардировка из марсианской атмосферы преобладает на другой стороне, когда Солнце защищено от Марса.
Эти выводы могут вскоре сыграть важную роль в оценке реальных образцов Фобоса: уже в 2024 году космический корабль должен достичь Фобоса в рамках японской космической миссии MMX (Martian Moon eXploration) и доставить образцы почвы обратно на Землю.
Читать TechDigest в Google
