火星大気中をヘリコプターが飛んだという報道があった。
火星の地表面付近での気圧については、 6 hPa とか、7.5 hPa とかいう数値があげられている。 ひとまず、7 hPa で代表させておこう。
(この気圧は、地球大気で海面からどのくらいの高さの気圧にあたるだろうか?)
火星の表面積あたりの大気の質量は、 地球の表面積あたりの大気の質量の、なん倍だろうか?
おおまかには気圧の比だが、それだけではない。 重力加速度 g がちがう。質量 m の物体にかかる重力を考えると、重力定数を G、 惑星の質量を m惑星、半径を r惑星 として
m × g地球 = G × m × m地球 / r地球2m × g火星 = G × m × m火星 / r火星2
g火星 / g地球 = (m火星 / m地球) / (r火星 / r地球)2 ← 分数は横線をつかって書くべきですが、ウェブ用のHTMLという形式のつごうで斜線で書きました。
大気の密度を考えるときや、気圧の鉛直分布を考えるときは、 大気の主成分のちがいも考慮する必要がある。 普遍気体定数は共通だが、「空気に対する気体定数」はちがってくる。 火星の大気の主成分は二酸化炭素なので、平均分子量は約 44、 モルあたりの質量としては 44 × 103 kg/mol である。
火星の地表面気圧の代表値が 6 hPa だったり、7.5 hPa だったりする理由を わたしはまだしっかり確認していないが、たぶん、 実際、季節 (公転軌道上の位置) によってそのくらい変動するのだと思う。
火星の大気の主成分は二酸化炭素である。 そして、火星の地表には固体の二酸化炭素 (いわゆるドライアイス) がある。 火星では、相変化によって、大気と、 地表付近の固体 (H2Oではないが「雪氷圏」とよぶのが適切だろう) とのあいだで、 大気にとって無視できない量の質量が移動するのだ。 (火星の地表には H2O [2021-04-28 訂正しました。訂正まえは O がぬけていましたが、水素ではありません。] の氷もあるが、温度が低いので、 大気中の飽和水蒸気圧が小さく、大気にふくまれうる水蒸気の質量が小さいから、 火星の大気と雪氷圏とのあいだの質量の移動にとっては、H2O は重要でない。)