Marsa rovers varētu piedzīvot vētrainu šovu – elektriskas izlādes putekļu mākoņos  (31)

Tu noteikti ne reizi vien esi visai nepatīkamā veidā saskāries ar to, ko nozīmē statiskās elektrības izlāde. Nu, piemēram, tad, kad esi nedaudz šļūcošā solī ar vilnas zeķēs autām kājām šķērsojis istabu, kurā ieklāts sintētiska materiāla paklājs, un pēc tam pieskāries durvju rokturim no metāla. Auč!

Īss atgādinājums, kāpēc tā? Lūk – ja pozitīvo un negatīvo lādiņu skaits kādā ķermenī ir vienāds, tad tas ir elektriski neitrāls. Taču šo līdzsvaru dažādos veidos var izjaukt, un viens no tiem ir tā dēvētais triboelektriskais efekts jeb ķermeņu elektrizācija berzes procesā. Tas, kura puse elektronus atdos, bet kura saņems, atkarīgs no tā, kādi materiāli viens pret otru tiek berzēti. Šajā piemērā elektroni "pārlec" uz staigātāju. Arī cilvēka āda, kaut ne pārāk efektīvs vadītājs, bet tomēr tāda ir. No staigāšanas pa sintētiska materiāla paklāju elektrostatiskais potenciāls uz cilvēka ķermeņa var sasniegt pat dažus desmitus tūkstošus voltu. Metāls gan ir krietni labāks vadītājs par cilvēka ādu, tāpēc, kad pietuvojam roku durvju rokturim vai kādam citam metāla objektam gana tuvu, "liekie" elektroni pārlec uz metāla rokturi. To šad tad pat var vizuāli saskatīt kā nelielu dzirksteli. Reizēm sajūtas nav diez ko patīkamas. Ziemā šī problēma ir jo īpaši aktuāla – apkures sezonā gaiss telpās bieži ir sausāks, elektriskie lādiņi uzkrājas labāk. Viens no vienkāršākajiem veidiem, kā mazināt risku "atrauties" pa nagiem, ir mitrināt gaisu.

Taču nu atpakaļ pie NASA rovera "Perseverance" (sauksim to vienkārši par Persiju). Uz Zemes varam novērot arī daudz grandiozākas elektriskās izlādes, kas radušās berzes rezultātā. Labs piemērs ir vulkāni – kad tie izvirduma laikā gaisā izspļauj lielu daudzumu pelnu un smalku daļiņu, kuras triecas cita pret citu, rezultāts ir iespaidīgas zibens šautras. Tas ne reizi vien iemūžināts arī skaistās fotogrāfijās, kā redzams attēlā zemāk. Arī uz Marsa bieži ir apstākļi, kas potenciāli var radīt līdzīgu efektu – milzīgās Marsa putekļu vētras, kuras reizēm uz dienām vai pat nedēļām apņem visu planētu. Vai Persijs šādā putekļu vētrā varētu pieredzēt arī pa kādai iespaidīgai zibens šautrai?

Pētnieki jau pagājušā gadsimta 70. gados lūkoja noskaidrot, vai arī Marsa apstākļos pie daudz mazāka atmosfēras spiediena varētu rasties šādas izlādes. Marsa putekļu vētras tika simulētas, nelielos zemspiediena konteineros kratot vulkāniskos pelnus. Reizēm tik tiešām tika fiksētas atsevišķas dzirksteles, taču šiem teju pusgadsimtu senajiem eksperimentiem arī bija kāda būtiska nepilnība, kas nu labota jaunā eksperimentā.

"Šie eksperimenti neņēma vērā to, ka uzlāde varētu notikt nevis no vulkānisko pelnu daļiņu mijiedarbības citai ar citu, bet gan daļiņu mijiedarbības ar pašiem konteineriem. Tie bieži bija no plastmasas, metāla, stikla un arī varēja būt tas faktors, kas veicināja novērotās elektriskās izlādes," vietnei "Live Science" skaidro Oregonas Universitātes ģeologs Džošua Mendezs Hārpers.

Lai šo nepilnību eksperimenta metodoloģijā labotu, Hārpers ar kolēģiem izstrādāja pēc būtības līdzīgu eksperimentu, kurā arī izmantoti vulkāniskie pelni, taču šoreiz tie cits pret citu zemspiediena vidē triekti, izmantojot oglekļa dioksīda strūklas (aptuveni 95% no Marsa atmosfēras ir oglekļa dioksīds), lai veidotu ko līdzīgu putekļu vērpetēm, kuras nepieskaras pie zemspiediena konteinera malām. Arī šajā eksperimentā fiksētas nelielas elektriskās izlādes – tātad tādas var rasties arī Marsam līdzīgā atmosfērā, citam pret citu berzējoties putekļiem! Tiesa, šīs izlādes bija tik niecīgas, ka nekādas ar aci fiksējamas dzirksteles nebija novērojamas. Ņemot vērā Marsa ārkārtīgi zemo atmosfēras spiedienu (mazāk par 1% no spiediena uz Zemes jūras līmenī), arī iespaidīgākajās no Marsa putekļu vētrām, visticamāk, nebūs nekādi grandiozi zibeņi, kādus reizēm var vērot vulkānu izvirdumu laikā.

"Lielāka varbūtība ir, ka Marsa putekļu vētras radīs neskaitāmas ļoti mazas izlādes. Viens no efektiem varētu būt, ka Marsa putekļu mākoņi tādējādi spīdēs violetā krāsā," spriež Hārpers. Viņa un kolēģu veikums tiks publicēts zinātniskā žurnāla "Icarus" marta numurā.

NASA rovers Persijs varētu mēģināt sagādāt šim pieņēmumam vizuālus pierādījumus nākamo reizi, kad Jezero krāterim pāri trauksies putekļu vētra.

Kaut šīs izlādes, visticamāk, ir pārāk vājas, lai apdraudētu gan roverus, gan arī cilvēkus nākotnē gaidāmajās misijās, parādība varētu būt gana būtisks faktors Persija galvenā uzdevuma – senu mikroskopisku dzīvības pēdu meklēšanas – kontekstā. Proti, arī šādas nelielas izlādes noteiktos apstākļos var ģenerēt perhlorātus – savienojumus, kas daudzām dzīvības formām ir toksiski. Iepriekšējo roveru veiktā analīze liecina, ka Marsa virskārtā tik tiešām šie savienojumi ir visai daudz. Varbūt elektriskajām izlādēm Marsa putekļu vētrā te bijusi sava loma? Pagaidām tas ir atklāts jautājums.