kozmos.hr
  • Naslovnica
  • /
  • Svemir
  • /
  • Dronovi na Marsu možda zrače neobičnim ljubičastim sjajem
Svemir

Dronovi na Marsu možda zrače neobičnim ljubičastim sjajem

Lopatice drona na Marsu zrače čudnim ljubičastim sjajem. Izvor: NASA/Jay Friedlander.
objavljeno

Prema NASA-inoj novoj studiji, dronovi koji lete iznad Marsa mogli bi uzrokovati sićušne električne naboje u atmosferi Marsa. Ova struja, pod uvjetom da je dovoljno jaka, mogla bi uzrokovati plavo-ljubičasti sjaj koji okružuje letjelicu. Taj se proces događa u mnogo većim razmjerima na Zemlji, a djeluje poput korone ili električnog sjaja koji ponekad okružuje zrakoplove i brodove u električnim olujama poznatim kao Vatra Svetog Elma.

Triboelektrično punjenje

“Sjaj bi bio najvidljiviji tijekom večernjih sati kada je pozadinsko nebo tamno”, izjavio je William Farrell iz NASA-inog Centra za svemirske letove Goddard, glavni autor rada objavljenog 10. ožujka 2021. u znanstvenom časopisu Planetary Science Journal. “NASA-in eksperimentalni helikopter Ingenuity ne leti u to vrijeme, ali budući dronovi mogli bi se osposobiti za večernji let i tako svjedočiti ovom sjaju.”

“Električne struje koje generiraju brzo rotirajuće lopatice na dronovima premale su da bi predstavljale prijetnju letjelici ili okolini Marsa, ali nude priliku da produbimo naše razumijevanje nakupljanja električnog naboja zvanog ‘triboelektrično punjenje’ “, dodaje Farrell.

Triboelektrično punjenje događa se kada trenje prenosi električni naboj između objekata, kao kada osoba trlja balon o kosu ili džemper. Naelektrizirani balon privući će kosu osobe i natjerati je da se diže prema balonu, što ukazuje da je balon razvio električno polje iz procesa triboelektričnog punjenja.

800 godina stara kronika sadrži najraniji zapis kugličaste munje u Engleskoj

Električni naboj na rotirajućim lopaticama

Stručni tim primijenio je laboratorijska mjerenja i upotrijebio računalno modeliranje da istraži kako se električni naboj nakuplja na lopaticama drona. Nakupljanje naboja događa se i na lopaticama zemaljskih helikoptera, posebno u prašnjavim okruženjima pa je tim stoga koristio modeliranje punjenja iz zemaljskih helikoptera kao osnovu za razumijevanje iste pojave na Marsu.

Otkrili su da dok se lopatice drona vrte, nailaze na sitna zrnca prašine, osobito u slučaju kad je helikopter blizu površine i raznosi prašinu uokolo. Kako lopatice utječu na zrnca prašine, naboj se prenosi, nakupljajući se na oštricama i stvarajući električno polje. Naboj raste do visokih razina, a atmosfera zatim počinje provoditi električnu energiju u procesu poznatom kao “atmosferski lom”, stvarajući elektrone koji raspršuju i ublažavaju nakupljanje naboja na lopatacima.

Tim je otkrio da atmosferski lom počinje kao nevidljiva “lavina elektrona”. Naboj tjera elektrone da reagiraju na električna polja. Slobodni elektroni tj. oni koji nisu vezani za atom, u električno vodljivom materijalu kao što je bakrena žica odgovorni su za protok električne struje. Atmosfere također mogu imati slobodne elektrone, a nekoliko slobodnih elektrona u marsovskom zraku osjeća snagu električnog polja rotacije motora i sudara se s molekulama atmosferskog ugljičnog dioksida (CO2). Sudar oslobađa elektrone iz molekula CO2 te pojačava električnu struju.

Na Marsu uočen veliki udarni krater koji izgleda poput panja s godovima

Manja gustoća Marsove atmosfere mogla bi olakšati pojavu ‘lavine elektrona’

Atmosfera Marsa je izuzetno tanka. Površina Marsa posjeduje samo 1% tlaka Zemljine atmosfere. Ovakva razina tlaka čini atmosferski lom vjerojatnijim. Molekule koje čine marsovsku atmosferu udaljene su više nego u atmosferi poput Zemljine. Dodatni prazni prostor u marsovskom zraku daje slobodnim elektronima veći put za ubrzanje prije nego što se sudare s molekulom. Iz tog razloga elektroni mogu postići dovoljnu brzinu da izbace druge elektrone iz molekula CO2 i pokrenu ‘lavinu elektrona’ unutar relativno slabog električnog polja od oko 30 000 volti po metru. Na Zemlji se može dogoditi ista elektronska lavina, samo što u gušćoj atmosferi električna polja moraju biti mnogo veća, oko 3 000 000 volti po metru.

Iako su struje koje generira dron u marsovskoj atmosferi male, mogle bi biti dovoljno jake da prouzrokuju da zrak oko lopatica i drugih dijelova letjelice pokrene lavinu elektrona i zablista plavo-ljubičastom bojom.

Međutim, istraživači priznaju da se radi o predviđanju. “U teoriji bi trebao postojati neki učinak, ali je li lavina elektrona dovoljno jaka da stvori sjaj te je li ikakav sjaj vidljiv tijekom leta, to mogu utvrditi tek budući dronovi na Marsu“, objašnjava Farrell “Mogli bismo postaviti male elektrometre blizu lopatica te na nogama drona kako bi pratili učinke punjenja. Ova vrsta mjerača mogla bi biti od krucijalne znanstvene važnosti te pružiti podatke o zdravlju drona tijekom leta.”

Znanstvenike zbunjuju ljubičaste stijene na Marsu

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

W. M. Farrell et al, Will the Mars Helicopter Induce Local Martian Atmospheric Breakdown?, The Planetary Science Journal (2021). DOI: 10.3847/PSJ/abe1c3

Steigerwald B. (2. veljače 2022.), Helicopters flying at Mars may glow at dusk, Phys.org (pristup 6. veljače 2022.)

Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.