On the Kinetic Features of Sedimentation of Dust Particles in the Martian Atmosphere

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The mode of subsidence of layered structures in the ionosphere of Mars has been studied taking into account the compositional features of the Martian atmosphere. The characteristic sedimentation rates of dust particles, their sizes and charges, as well as the sedimentation time of layered structures are calculated. The results obtained can be used in the study of atmospheric phenomena on Mars in the course of upcoming space missions.

About the authors

A. Yu. Dubinsky

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Email: nfkpb@bk.ru
Россия, Москва

Yu. S. Reznichenkob

Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Dolgoprudny, Russia

Email: popel@iki.rssi.ru
Россия, Долгопрудный

S. I. Popel

Space Research Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: popel@iki.rssi.ru
Россия, Москва

References

  1. Алтунин В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Изд. стандартов, 1975. 546 с.
  2. Дубинский А.Ю., Попель С.И. Формирование и эволюция плазменно-пылевых структур в ионосфере // Письма в ЖЭТФ. 2012. Т. 96. № 1. С. 22–28.
  3. Дубинский А.Ю., Резниченко Ю.С., Попель С.И. К вопросу о формировании и эволюции плазменно-пылевых структур в ионосферах Земли и Марса // Физика плазмы. 2019. Т. 45. № 10. С. 913–921.
  4. Извекова Ю.Н., Попель С.И. Плазменные эффекты в пылевых вихрях у поверхности Марса // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 12. С. 1010–1017.
  5. Клумов Б.А., Владимиров С.В., Морфилл Г.Е. Особенности пылевых структур в верхней атмосфере Земли // Письма в ЖЭТФ. 2005б. Т. 82. № 10. С. 714–719.
  6. Клумов Б.А., Морфилл Г.Е., Попель С.И. Формирование структур в запыленной атмосфере // ЖЭТФ. 2005а. Т. 127. № 1. С. 171–185.
  7. Barnes M.S., Keller J.H., Forster J.C., O’Neill J.A., Coultas D.K. Transport of dust particles in glow-discharge plasmas // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. P. 313–316.
  8. Bertaux J.-L., Fonteyn D., Korablev O., Chassefière E., Dimarellis E., Dubois J.-P., Hauchecorne A., Lefèvre F., Cabane M., Rannou P., Levasseur-Regourd A.-C., Cernogora G., Quèmerais E., Hermans C., Kockarts G., Lippens C., de Maziere M., Moreau D., Muller C., Neefs E., Simon P.-C., Forget F., Hourdin F., Talagrand O., Moroz V.I., Rodin A., Sandel B., Stern A. SPICAM: studying the global structure and composition of the Martian atmosphere // ESA Special Publication. 2004. V. 1240. P. 95–120.
  9. Bertaux J.-L., Korablev O., Perrier S., Quèmerais E., Montmessin F., Leblanc F., Lebonnois S., Rannou P., Lefèvre F., Forget F., Fedorova A., Dimarellis E., Reberac A., Fonteyn D., Chaufray J.Y., Guibert S. SPICAM on Mars Express: Observing modes and overview of UV spectrometer data and scientific results // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. id. E10S90 (40 p.)
  10. Chen F.F. Plasma Diagnostic Techniques / Eds Huddlestone R.H., Leonard S.L. New York: Academic, 1965. Chapter 4. 627 p.
  11. Cho J.Y.N., Röttger J. An updated review of polar mesosphere summer echoes: Observation, theory, and their relationship to noctilucent clouds and subvisible aerosols // J. Geophys. Res. 1997. V. 102. P. 2001–2020.
  12. Christou A., Vaubaillon J., Withers P., Hueso R., Killen R. Extra-Terrestrial Meteors // Earth and Planetary Astrophysics. Cambridge Univ. Press. 2019. P. 119–135.
  13. Delgado-Bonal A., Zorzano M.-P., Martin-Torres F.J. Martian top of the atmosphere 10–420 nm spectral irradiance database and forecast for solar cycle 24 // Solar Energy. 2016. V. 134. P. 228–235.
  14. Forget F., Montmessin F., Bertaux J.L., Gonzalez-Galindo F., Lebonnois S., Quemerais E., Reberac A., Dimarellis E., Lopez-Valverde M.A. Density and temperatures of the upper Martian atmosphere measured by stellar occultations with Mars Express SPICAM// J. Geophys. Res. 2009. V. 114. id. E01004 (19 p.)
  15. Fortov V.E., Ivlev A.V., Khrapak S.A., Khrapak A.G., Morfill G.E. Complex (dusty) plasmas: Current status, open issues, perspectives // Phys. Reports. 2005. V. 421. P. 1–103.
  16. Fox J.L., Benna M., Mahaffy P.R., Jakosky B.M. Water and water ions in the Martian thermosphere/ionosphere // Geophys. Res. Lett. 2015. V. 42. P. 8977–8985.
  17. Gonzalez-Galindo F. Martian Ionospheric Observation and Modelling // Oxford Research Encyclopedia. Planetary Science. Oxford Univ. Press, USA. 2018. 40 p.
  18. Hayne P.O., Paige D.A., Schofield J.T., Kass D.M., Kleinböhl A., Heavens N.G., McCleese D.J. Carbon dioxide snow clouds on Mars: South polar winter observations by the Mars climate sounder // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. id. E08014 (23 p.)
  19. Izvekova Yu.N., Popel S.I., Izvekov O.Ya. Dust and dusty plasma effects in Schumann resonances on Mars: Comparison with Earth // Icarus. 2022. V. 371. id. 114717
  20. Klumov B.A., Popel S.I., Bingham R. Dust particle charging and formation of dust structures in the upper atmosphere // JETP Lett. 2000. V. 72. No. 7. P. 364–368.
  21. Montmessin F., Bertaux J.L., Quémerais E., Korablev O., Rannou P., Forget F., Perriera S., Fussen D., Lebonnois S., Rébérac A., Dimarellis E. Subvisible CO2 ice clouds detected in the mesosphere of Mars // Icarus. 2006. V. 183. P. 403–410.
  22. Montmessin F., Gondet B., Bibring J.P., Langevin Y., Drossart P., Forget F., Fouchet T. Hyperspectral imaging of convective CO2 ice clouds in the equatorial mesosphere of Mars // J. Geophys. Res. 2007. V. 112. id. E11S90(14 p.)
  23. Patela M.R., Zarneckia J.C., Catlingb D.C. Ultraviolet radiation on the surface of Mars and the Beagle 2 UV sensor // Planet. and Space Sci. 2002. V. 50. P. 915–927.
  24. Popel S.I., Kopnin S.I., Yu M.Y., Ma J.X., Huang F. The effect of microscopic charged particulates in space weather // J. Phys. D: Applied Phys. 2011. V. 44. id. 174036.
  25. Reznichenko Yu.S., Dubinskii A.Yu., Popel S.I. On dusty plasma formation in Martian ionosphere // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1556. id. 012072.
  26. Shukla P.K., Mamun A.A. Introduction to Dusty Plasmas Physics. Bristol/Philadelphia: Institute of Physics Publishing. 2002. 270 p.
  27. Tsytovich V.N., Morfill G.E., Vladimirov S.V., Thomas H. Elementary Physics of Complex Plasmas. Berlin/Heidelberg: Springer, 2008. 370 p.
  28. Vicente-Retortillo A., Valero F., Vazquez L., Martınez G.M. A model to calculate solar radiation fluxes on the Martian surface // J. Space Weather Space Clim. 2015. V. 5. id. A33 (13 p.)
  29. von Zahn U., Baumgarten G., Berger U., Fiedler J., Hartogh P. Noctilucent clouds and the mesospheric water vapour: the past decade // Atmos. Chem. Phys. 2004. V. 4. P. 2449–2464.
  30. Whiteway J.A., Komguem L., Dickinson C., Cook C., Illnicki M., Seabrook J., Popovici V., Duck T.J., Davy R., Taylor P.A., Pathak J., Fisher D., Carswell A.I., Daly M., Hipkin V., Zent A.P., Hecht M.H., Wood S.E., Tamppari L.K., Renno N., Moores J.E., Lemmon M.T., Daerden F., Smith P. Mars water-ice clouds and precipitation // Science. 2009. V. 325. Iss. 5936. P. 68–70.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (57KB)
Indexing metadata
3.

Download (76KB)
Indexing metadata
4.

Download (89KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 А.Ю. Дубинский, Ю.С. Резниченко, С.И. Попель

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».