Pyłowe zjawiska atmosferyczne a przyszła eksploracja Marsa
Naukowcy z University of Alabama in Huntsville ustalili w nowym badaniu, że globalne burze pyłowe na Marsie mogą oddziaływać na atmosferę planety i tworzyć w niektórych miejscach warunki sprzyjające aktywności elektrycznej. Oznacza to możliwość występowania wyładowań elektrostatycznych, które podczas przyszłych misji mogłyby zakłócać pracę elektroniki, uszkadzać nieosłonięte instrumenty naukowe oraz systemy statków kosmicznych. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „The Planetary Science Journal”.
Badacze przyjrzeli się globalnej burzy pyłowej z 34. roku marsjańskiego, która objęła całą planetę w 2018 roku. Było to jedno z najlepiej udokumentowanych wydarzeń pogodowych na Marsie, ponieważ obserwowały je jednocześnie liczne orbitery i łaziki. Naukowcy sprawdzali, czy podczas takich burz mogą powstawać warunki pozwalające lokalnie osiągać przez pola elektryczne wartości sprzyjające przebiciu elektrycznemu w dolnej części atmosfery.
„Na Marsie nie występują burze z piorunami w ziemskim znaczeniu tego słowa, ale istnieją tam intensywne burze pyłowe w cienkiej atmosferze złożonej z dwutlenku węgla. Podczas takich zjawisk pył jest unoszony, transportowany i mieszany w dolnej atmosferze, tworząc warunki, w których zderzenia ziaren mogą prowadzić do rozdzielania ładunków elektrycznych, a słabo przewodząca atmosfera pozwala tym ładunkom utrzymywać się przez dłuższy czas” – mówi Chali Idosa Uga z University of Alabama in Huntsville.
Elektryczne środowisko podczas burz pyłowych
Wyniki badania wskazują, że zjawiska elektrostatyczne powinny być brane pod uwagę przy planowaniu przyszłych misji na Marsa.
„Nasze badanie sugeruje, że w przypadku przyszłej eksploracji Marsa duże burze pyłowe powinny być oceniane nie tylko jako zagrożenie atmosferyczne, termiczne i ograniczające widoczność, ale także jako środowiska elektrostatyczne. Nie określamy ryzyka dla konkretnego statku kosmicznego, bazy, instrumentu ani systemu komunikacyjnego. Pokazujemy natomiast, że podczas globalnej burzy pyłowej w marsjańskim Roku 34 w dolnej atmosferze powstały lokalne, zależne od wysokości obszary, w których rozdzielenie ładunków mogło się utrzymywać, a modelowane pola elektryczne osiągały wartości sprzyjające przebiciu elektrycznemu” – zaznacza Chali Idosa Uga.
Określenie „warunki sprzyjające przebiciu” odnosi się do sytuacji, w której pole elektryczne w atmosferze osiągnęło poziom zbliżony do wartości, przy której mogłoby dojść do wyładowania elektrycznego, na przykład iskry lub błyskawicy. Naukowcy zaznaczają jednak, że badanie nie miało na celu potwierdzenia występowania błyskawic na Marsie. Przedmiotem analizy były fizyczne warunki mogące umożliwiać zachodzenie procesów elektrycznych.
Możliwy wpływ wyładowań na marsjańską chemię
Analiza może mieć również znaczenie dla badań nad chemią Marsa oraz oceny tego, czy na planecie mogły występować warunki sprzyjające pojawieniu się życia.
„Jeśli w takich obszarach dochodzi do przebicia elektrycznego, może ono zmieniać lokalne środowisko reakcji chemicznych w bogatej w pył atmosferze Marsa złożonej z dwutlenku węgla. Jest to istotne, ponieważ stan chemiczny atmosfery przy powierzchni wpływa na interpretację obecności utleniaczy, procesów związanych z nadchloranami oraz zachowania cząsteczek organicznych – czyli kluczowych zagadnień przy ocenie możliwości występowania warunków sprzyjających życiu” – wyjaśnia Chali Idosa Uga.
Naładowane cząstki pyłu mogą oddziaływać na instrumenty
Według badaczy efekty elektrostatyczne mogą zmieniać także sposób oddziaływania pyłu z systemami oraz instrumentami znajdującymi się na statkach kosmicznych. W czasie intensywnej burzy naładowane cząstki pyłu mogą być nie tylko mechanicznym zanieczyszczeniem, lecz również częścią elektrycznego środowiska występującego przy powierzchni Marsa. Może to wpływać na ich przywieranie do powierzchni, osadzanie na wrażliwych elementach, stabilność instrumentów oraz gromadzenie ładunków elektrycznych.
Mariusz Drzewiecki
