Helikopterët që fluturojnë në Mars mund të shkëlqejnë në muzg

Sipas një studimi të NASA-s, thikat rrotulluese në dronët që fluturojnë mbi Mars mund të shkaktojnë rryma të vogla elektrike që të rrjedhin në atmosferën e Marsit. Këto rryma, nëse janë mjaft të mëdha, mund të bëjnë që ajri që rrethon anijen të shkëlqejë. Ky proces ndodh natyrshëm në shkallë shumë më të mëdha në Tokë si një koronë ose shkëlqim elektrik që ndonjëherë shihet në avionë dhe anije në stuhi elektrike të njohura si Zjarri i Shën Elmos.

“Shkëlqimi i dobët do të ishte më i dukshëm gjatë orëve të mbrëmjes kur qielli i sfondit është më i errët,” tha William Farrell i Qendrës së Fluturimeve Hapësinore Goddard të NASA-s në Greenbelt, Maryland, autori kryesor i një punimi mbi këtë hulumtim të botuar më 10 mars 2021 në Shkencën Planetare. Ditar. “Helikopteri eksperimental i NASA-s Ingenuity nuk fluturon gjatë kësaj kohe, por dronët e ardhshëm mund të pastrohen për fluturimin në mbrëmje dhe të kërkojnë këtë shkëlqim.”

“Rrymat elektrike të gjeneruara nga tehet me rrotullim të shpejtë në dronët janë shumë të vogla për të qenë një kërcënim për anijen ose mjedisin marsian, por ato ofrojnë një mundësi për të bërë një shkencë shtesë për të përmirësuar të kuptuarit tonë për një akumulim të ngarkesës elektrike të quajtur ” karikimi triboelektrik”, shtoi Farrell.

Ngarkimi triboelektrik ndodh kur fërkimi transferon ngarkesën elektrike midis objekteve, si kur një person fërkon një tullumbace me flokët ose triko. Baloni i elektrizuar do të tërheqë flokët e personit duke bërë që ai të ngrihet drejt balonës – gjë që tregon se balona ka zhvilluar një fushë të madhe elektrike nga procesi i karikimit triboelektrik.

Ekipi aplikoi matje laboratorike dhe përdori modelimin kompjuterik për të hetuar se si ngarkesa elektrike mund të krijohej në tehet e rotorit të një droni. Ngritja e ngarkesës ndodh gjithashtu në tehet e helikopterëve tokësorë, veçanërisht në mjedise me pluhur, kështu që ekipi përdori gjithashtu interpretime dhe modelim të karikimit nga helikopterët tokësorë si bazë për të kuptuar rastin e Marsit.

Ata zbuluan se ndërsa fletët e dronit rrotullohen, ato përplasen me kokrra të vogla pluhuri në ajrin e Marsit, veçanërisht kur helikopteri është afër sipërfaqes dhe fryn pluhur përreth. Ndërsa tehet godasin kokrrat, ngarkesa transferohet, duke u ngritur në tehe dhe duke krijuar një fushë elektrike. Ndërsa ngarkesa rritet në nivele të larta, atmosfera fillon të përçojë energjinë elektrike, një proces i njohur si “shpërbërje atmosferike”, duke krijuar një popullatë elektronesh që formojnë një rrymë elektrike të zgjeruar që vepron për të shpërndarë ose kompensuar grumbullimin e ngarkesës në avion.

Ekipi zbuloi se prishja fillon si një “ortek elektroni” i padukshëm. Elektronet janë grimca shumë të vogla me ngarkesë elektrike negative. Ngarkesa bën që elektronet t’i përgjigjen fushave elektrike – të tërhequr nga një fushë e krijuar nga ngarkesa pozitive dhe e zmbrapsur nga një fushë e krijuar nga ngarkesa negative. Elektronet e lira – ato që nuk lidhen me një atom – në një material përçues elektrik si tela bakri janë përgjegjës për rrjedhën e rrymës elektrike. Atmosferat mund të kenë gjithashtu elektrone të lira, dhe ato pak elektrone të lira në ajrin marsian ndiejnë forcën e fushës elektrike nga rotorcraft dhe përplasen në molekulat atmosferike të dioksidit të karbonit (CO2). Ndikimi çliron më shumë elektrone nga molekulat e CO2, gjë që përforcon rrymën.

Atmosfera marsiane është jashtëzakonisht e hollë, në sipërfaqe vetëm rreth një për qind e presionit të atmosferës së Tokës në nivelin e detit. Ky presion shumë i ulët e bën më të mundshëm prishjen. Në Mars, molekulat që përbëjnë atmosferën janë më larg se në një atmosferë si ajo e Tokës, pasi ato janë më pak të dendura. Mendoni për fushën elektrike që shtyn elektronet e lira njësoj si një makinë në fillimin e një gare zvarritjeje. Nëse ka shumë pengesa të mëdha përgjatë rrugës, makina përshpejtuese mund t’i godasë ato dhe të ngadalësojë (ose të ndalojë). Përplasjet kufizojnë shpejtësinë e makinës që të mbetet relativisht e ngadaltë. Megjithatë, nëse pengesat janë shumë të gjera, e njëjta makinë tani do të përshpejtojë në shpejtësi të larta përpara se të godasë pengesën. Në mënyrë të ngjashme, hapësira shtesë në ajrin marsian u jep elektroneve të lira një rrugë më të madhe për nxitim përpara se të ‘përplasen’ në një molekulë, kështu që ata mund të arrijnë shpejtësinë e kërkuar për të nisur elektronet e tjera nga molekulat e CO2 dhe për të nisur një ortek elektroni brenda një orteku relativisht të ulët. fushë elektrike prej rreth 30,000 volt për metër (1 metër është rreth 3.3 këmbë). Në Tokë, i njëjti ortek elektronik mund të ndodhë, por në atmosferën më të dendur, fushat elektrike duhet të jenë shumë më të mëdha, rreth 3,000,000 volt për metër.

Megjithëse rrymat e gjeneruara nga një dron që fluturon në atmosferë janë të vogla, ato mund të jenë mjaft të mëdha për të bërë që ajri rreth teheve dhe pjesëve të tjera të anijes të fillojë ortekun e elektroneve dhe ndoshta edhe të shkëlqejë një ngjyrë blu-vjollcë.

Megjithatë, studiuesit pranojnë se rezultati i tyre është një parashikim, dhe ndonjëherë natyra ka plane të tjera. “Në teori, duhet të ketë ndonjë efekt, por nëse orteku elektronik është mjaftueshëm i fortë për të krijuar një shkëlqim dhe nëse ndonjë shkëlqim i dobët është i dukshëm gjatë operacioneve, gjithçka mbetet për t’u përcaktuar në fluturimet e ardhshme me dron në Mars,” thotë Farrell “Në fakt. , madje mund të vendosen elektrometra të vegjël pranë tehut dhe në këmbë për të monitoruar efektet e çdo karikimi. Ky lloj monitori elektrik mund të jetë me vlerë shkencore dhe të ofrojë të dhëna kritike për shëndetin e dronëve gjatë fluturimit.”