Soludbrud kan elektrificere Marsmåner

Kraftige soludbrud kan elektrisk oplade områder af Marsmånen Phobos til hundredvis af volt, præsenterer et komplekst elektrisk miljø, der muligvis kan påvirke følsom elektronik båret af fremtidige robotudforskere, ifølge en ny NASA-undersøgelse. Undersøgelsen overvejede også elektriske ladninger, der kunne udvikle sig, når astronauter passerer overfladen på potentielle menneskelige missioner til Phobos.

Phobos er blevet betragtet som en mulig indledende base for menneskelig udforskning af Mars, fordi dens svage tyngdekraft gør det lettere at lande rumfartøjer, astronauter og forsyninger. Ideen ville være at lade astronauterne styre robotter på Mars-overfladen fra Mars-månerne, uden den betydelige tidsforsinkelse, som jordbaserede operatører står over for. "Vi fandt ud af, at astronauter eller rovere kunne akkumulere betydelige elektriske ladninger, når de krydser natsiden af ​​Phobos - den side, der vender mod Mars i løbet af Marsdagen, " sagde William Farrell fra NASAs Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland. "Selvom vi ikke forventer, at disse ladninger er store nok til at skade en astronaut, de er potentielt store nok til at påvirke følsomt udstyr, så vi bliver nødt til at designe rumdragter og udstyr, der minimerer enhver opladningsfare." Farrell er hovedforfatter til en artikel om denne forskning offentliggjort online 3. oktober i Fremskridt inden for rumforskning .

Mars har to små måner, Phobos og Deimos. Selvom denne undersøgelse fokuserede på Phobos, lignende forhold forventes på Deimos, da begge måner ikke har nogen atmosfære og er direkte udsat for solvinden - en strøm af elektrisk ledende gas, kaldet plasma, der konstant blæser af Solens overflade ud i rummet med omkring en million miles i timen.

Solvinden er ansvarlig for disse opladningseffekter. Når solvinden rammer dagsiden af ​​Phobos, plasmaet absorberes af overfladen. Dette skaber et tomrum på natsiden af ​​Phobos, som plasmastrømmen forhindres i at komme direkte ind i. Imidlertid, vindens sammensætning - lavet af to typer elektrisk ladede partikler, nemlig ioner og elektroner - påvirker flowet. Elektronerne er over tusind gange lettere end ionerne. "Elektronerne fungerer som kampfly - de er i stand til at dreje hurtigt rundt om en forhindring - og ionerne er som store, tunge bombefly - de ændrer retning langsomt, " sagde Farrell. "Dette betyder, at de lette elektroner skubber ind foran de tunge ioner, og det resulterende elektriske felt tvinger ionerne ind i plasma-tomrummet bag Phobos, ifølge vores modeller."

Undersøgelsen viser, at dette plasma-tomrum bag Phobos kan skabe en situation, hvor astronauter og rovere opbygger betydelige elektriske ladninger. For eksempel, hvis astronauter skulle gå hen over nattens overflade, friktion kunne overføre ladning fra støv og sten på overfladen til deres rumdragter. Dette støv og sten er en meget dårlig leder af elektricitet, så ladningen kan ikke flyde let tilbage til overfladen - og ladningen begynder at opbygge sig på rumdragterne. På dagsiden, den elektrisk ledende solvind og solens ultraviolette stråling kan fjerne den overskydende ladning på dragten. Men, på natsiden, ion- og elektrontæthederne i det efterfølgende plasmahulrum er så lave, at de ikke kan kompensere eller 'sprede' ladningsopbygningen. Holdets beregninger afslørede, at denne statiske ladning kan nå ti tusinde volt i nogle materialer, ligesom teflondragterne, der blev brugt i Apollo-månemissionerne. Hvis astronauten så rører ved noget ledende, som et stykke udstyr, dette kunne frigive sigtelsen, muligvis magen til det udflåd du får, når du blander dig hen over et tæppe og rører ved et dørhåndtag af metal.

Holdet modellerede strømmen af ​​solvinden omkring Phobos og beregnede opbygningen af ​​ladning på natsiden, såvel som i blokerede områder i skygge, som Stickney krateret, det største krater på Phobos. "Vi fandt ud af, at overskydende ladning opbygges i disse regioner under alle solvindforhold, men opladningseffekten var især alvorlig i kølvandet på soludbrud som koronale masseudslip, som er tætte, hurtige vindstød af solvind, " sagde Farrell.

Denne undersøgelse var en opfølgning på tidligere undersøgelser, der afslørede opladningseffekterne af solvind i skyggefulde kratere på Jordens Måne og asteroider nær Jorden. Nogle forhold på Phobos er anderledes end dem i de tidligere undersøgelser. For eksempel, Phobos bliver nedsænket i plasmaet, der flyder bag Mars, fordi det kredser om Mars meget tættere på, end Månen kredser om Jorden. Plasmastrømmen bag Mars' kredsløb blev også modelleret.