Вертолеты на Марсе могут светиться в сумерках под действием электрических разрядов
AstroNews.ru - 04 Февраля 2022 13:59:47
Вращающиеся лопасти дронов, летающих над поверхностью Марса, могут вызывать появление небольших по величине электрических токов в марсианской атмосфере, согласно новому исследованию, проведенному командой ученых НАСА. Эти токи, если их силы будет достаточно, могут вызвать свечение воздуха вокруг вертолета. Такой процесс широко известен на Земле, где над кораблями и воздушными судами иногда можно видеть свечение в форме короны – явление, известное как огни святого Эльма.
«Это слабое свечение можно будет лучше всего разглядеть в вечерние часы, когда фон неба станет темнее, - сказал Уильям Фаррелл (William Farrell) из Центра космических полетов Годдарда, США, являющийся главным автором нового исследования. – Экспериментальный вертолет Ingenuity («Изобретательность») НАСА не совершает вылетов в эти часы, но будущие дроны вполне могут летать в это время суток и наблюдать это свечение».
Это свечение вызывается трибоэлектрческим эффектом. Появление заряда на лопастях вертолета в результате этого эффекта связано с трением о воздух - так же, как воздушный шар приобретает заряд в результате трения о волосы.
Команда использовала лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование для изучения процесса накопления электрического заряда на лопастях винта дрона. В результате удалось обнаружить, что при вращении лопастей винта дрона эффективно происходит их трение о частицы марсианской пыли, особенно когда вертолет находится у поверхности и поднимает вокруг себя клубы пыли. При столкновении частицы пыли передают свой заряд лопастям, в результате чего возникает электрическое поле. При повышении напряжения до критической величины происходит электрический пробой окружающего воздуха и наблюдается газовый разряд, как голубовато-фиолетовое свечение в атмосфере.
Согласно авторам, разряд в марсианской атмосфере облегчен, по сравнению с атмосферой Земли из-за меньшей плотности атмосферных газов на Красной планете. В результате свободны электроны успевают разогнаться до скоростей, при которых они выбивают из молекул CO2 новые электроны – и ток лавинообразно нарастает, что и является электрическим пробоем воздуха. Поэтому, если на Земле для электрического пробоя 1 метра воздуха требуется приложить напряжение в 3 000 000 Вольт, то на Марсе достаточно 30 000 Вольт, пояснили авторы.
Работа опубликована в журнале Planetary Science Journal.