حقوق الصورة: ناسا
وجد العلماء أدلة على أن غبار الشياطين على المريخ قد يكون له حقول كهربائية عالية الجهد ، بناءً على ملاحظات نظيرتها الأرضية. يدعم هذا البحث رؤية وكالة ناسا لاستكشاف الفضاء من خلال المساعدة في فهم التحديات التي تطرحها البيئة المريخية للمستكشفين ، سواء كانوا آليين أو في نهاية المطاف بشر.
اكتشف باحثو وكالة ناسا والجامعات أن شياطين الغبار على الأرض لديها حقول كهربائية كبيرة بشكل غير متوقع ، تتجاوز 4000 فولت لكل متر (ساحة) ، ويمكن أن تولد حقول مغناطيسية أيضًا. مثل المحققين الذين يلاحقون المشتبه بهم ، ربط العلماء أدوات بشاحنة وركضوا عبر الصحاري في نيفادا (2000) وأريزونا (2001) ، يقودون عبر شياطين الغبار للحصول على قياساتهم كجزء من جو المريخ والغبار في البصريات والإذاعة نشاط (ماتادور). تضمنت ملاحظات أريزونا أيضًا معسكرًا ثابتًا مع مجموعة كاملة من أدوات الأرصاد الجوية (راجع البند 2 للحصول على صورة لحملة أريزونا).
شياطين الغبار تشبه الأعاصير المصغرة ، بعرض حوالي 10 إلى 100 متر مع رياح 20 إلى 60 ميل في الساعة (32 إلى 96 كم / ساعة) تدور حول عمود ساخن من ارتفاع الهواء. قال الدكتور ويليام فاريل من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت ، ماريلاند: "إن شياطين الغبار شائعة على كوكب المريخ ، كما تهتم وكالة ناسا بها بالإضافة إلى الظواهر الأخرى كإزعاج أو خطر محتمل على المستكشفين البشر في المستقبل". شياطين الغبار مكهربة للغاية ، كما تشير أبحاثنا ، قد تؤدي إلى زيادة التفريغ أو الانحناء في جو المريخ المنخفض الضغط ، وزيادة التصاق الغبار ببدلات ومعدات الفضاء ، والتداخل مع الاتصالات اللاسلكية. " قد تكون بعثات Mars Testbed التابعة لوكالة ناسا في العقد المقبل قادرة على التحقيق فيما إذا كان هذا هو الحال. فاريل هو المؤلف الرئيسي لبحث حول هذا البحث نشر في مجلة البحوث الجيوفيزيائية في 20 أبريل.
قال الباحث الرئيسي في MATADOR الدكتور بيتر سميث من جامعة أريزونا: "توجد المسارات المعقدة ، الناتجة عن شياطين غبار المريخ ، بشكل شائع في العديد من مناطق المريخ ، وتم تصوير العديد من شياطين الغبار في عملية تجريف السطح". (توكسون). "إن هذه الأتربة المريخية تقزم تلك التي يتراوح طولها من 5 إلى 10 أمتار ويمكن أن يزيد قطرها عن 500 متر وارتفاعها عدة آلاف متر. من المعروف أن أنماط المسارات تتغير من موسم لآخر ، لذا يجب أن تكون أنابيب الغبار الضخمة هذه عاملاً كبيرًا في نقل الغبار ويمكن أن تكون مسؤولة عن تآكل الأشكال الأرضية ".
قال دكتور نيلتون رينو من جامعة ميشيغان ، وهو عضو في فريق البحث وهو خبير: "هناك مكونان ، موجودان على الأرض والمريخ ، ضروريان لتشكيل غبار: ارتفاع الهواء ومصدر الدوران". في ديناميات سوائل الغبار. "إن جز الرياح ، مثل التغيير في اتجاه الرياح وسرعتها مع الارتفاع ، هو مصدر الدوران. من الممكن أن تنتج أجهزة تحديث أقوى شياطين غبار أقوى ، كما أن قص الرياح الأكبر ينتج شياطين غبار أكبر. "
تصبح جزيئات الغبار مكهربة في شياطين الغبار عندما تحتك ببعضها البعض عندما تحملها الرياح ، وتحول الشحنة الكهربائية الموجبة والسالبة بنفس الطريقة التي تبني بها الكهرباء الساكنة إذا خلطت عبر سجادة. يعتقد العلماء أنه لن يكون هناك مجال كهربائي عالي الجهد وواسع النطاق في شياطين الغبار لأن الجسيمات المشحونة سلبًا ستختلط بالتساوي مع الجسيمات المشحونة بشكل إيجابي ، لذلك فإن الشحنة الكهربائية الإجمالية في شيطان الغبار ستكون متوازنة.
ومع ذلك ، تشير ملاحظات الفريق إلى أن الجسيمات الصغيرة تصبح مشحونة سلبًا ، بينما تصبح الجسيمات الأكبر مشحونة بشكل إيجابي. تحمل رياح شيطان الغبار الجسيمات الصغيرة ذات الشحنة السالبة عالياً في الهواء ، بينما تبقى الجسيمات الأثقل شحنة موجبة بالقرب من قاعدة شيطان الغبار. ينتج عن فصل الشحنات المجال الكهربائي واسع النطاق ، مثل المحطات الموجبة والسالبة على البطارية. نظرًا لأن الجسيمات المكهربة تتحرك ، والمجال المغناطيسي هو مجرد نتيجة لتحريك الشحنات الكهربائية ، فإن شيطان الغبار يولد مجالًا مغناطيسيًا أيضًا.
إذا كان لحبيبات غبار المريخ مجموعة متنوعة من الأحجام والتراكيب ، فينبغي أن تصبح شياطين الغبار على المريخ مكهربة بنفس الطريقة التي تحتك بها جزيئاتها على بعضها البعض ، وفقًا للفريق (راجع البند 1 للحصول على مفهوم الفنان عن شيطان غبار المريخ المكهرب ). نشهد المزيد من الكهرباء الساكنة في الأيام الجافة لأن جزيئات الماء تسحب شحنة من الأجسام المكهربة. نظرًا لأن الغلاف الجوي للمريخ جاف للغاية ، فمن المتوقع أن يكون الشحن قويًا ، حيث سيكون هناك عدد قليل من جزيئات الماء في الغلاف الجوي لسرقة الشحن من حبيبات الغبار. ومع ذلك ، نظرًا لأن كثافة الغلاف الجوي للمريخ أقل بكثير من كثافة الأرض ، فمن المتوقع أن تكون الموصلية الكهربائية القريبة من السطح للغلاف الجوي للمريخ أعلى 100 مرة. وبالتالي ، سيستغرق شيطان غبار المريخ وقتًا أطول في الشحن الكامل ، نظرًا لأن الموصلية الجوية المتزايدة تجذب الشحنة بعيدًا عن حبيبات غبار المريخ.
حتى الآن ، لم يشهد أي من هبوطات المريخ الآلية والمركبة التي عملت على سطح المريخ أي عواقب لهذه الظاهرة ، بما في ذلك الروحان المتجولون والفرصة. ومع ذلك ، قد تكون المختبرات الأرضية الأكثر تعقيدًا ، مثل مختبر علوم المريخ (MSL) ، المقرر إطلاقه في عام 2009 ، أكثر حساسية للاضطرابات الكهربائية من المهام السابقة. على هذا النحو ، يعد هذا البحث نقطة انطلاق رئيسية للاستكشاف الروبوتي والبشري الأكثر تقدمًا للمريخ.
من المتوقع أيضًا أن تكون العواصف الترابية المريخية ، التي يمكن أن تغطي الكوكب بأكمله ، مولدات قوية للحقول الكهربائية (يظهر البند 3 الغبار المعلق في الغلاف الجوي للمريخ نتيجة لشيطان غبار المريخ ونشاط العواصف الترابية). يأمل الفريق في قياس عاصفة ترابية كبيرة على الأرض والحصول على أدوات للكشف عن المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الغلاف الجوي على مركبات هبوط المريخ المستقبلية.
يضم الفريق باحثين من ناسا جودارد ، ناسا جلين (كليفلاند ، أوهايو) ، مختبر الدفع النفاث (باسادينا ، كاليفورنيا) ، جامعة أريزونا (توكسون) ، جامعة كاليفورنيا (بيركلي) ، معهد SETI (ماونتن فيو ، كاليفورنيا). ، جامعة واشنطن (سياتل) ، جامعة ميشيغان (آن أربور) ، وجامعة ديوك (دورهام ، نورث كارولاينا). تم رعاية هذا البحث جزئيًا من قبل برنامج ناسا المريخ للأبحاث الأساسية ، والذي يتم تشغيله خارج مقر وكالة ناسا في واشنطن العاصمة.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
