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实验发现火星上有可能出现电火花 但对人类探测活动影响不大

2021-09-29 19:29 · 稿源: cnbeta

俄勒冈大学实验室在类似火星的条件下进行的实验表明,在正常大气条件下,小火花可能由摩擦引发。俄勒冈大学的研究人员说,由干燥的火星尘埃颗粒相互接触引起的摩擦可能会在火星表面和大气中产生放电现象。然而,这种火花可能很小,对未来前往红色星球的机器人或人类任务构成的危险很小,他们在《Icarus》杂志上发表的一篇论文中报告说。

20世纪70年代的维京号登陆器和此后的轨道飞行器在火星上探测到了淤泥、粘土、风吹起的尘土飞扬,引起了关于潜在电活动的问题。

科学家们试图通过实验来确定是否有可能发生大规模的电风暴和闪电,以及该星球上主要是玄武岩的颗粒所产生的静电是否会对载具或最终对穿着防护装备的人类造成危害。

使用火山灰作为火星尘埃的替身,俄亥俄大学火山学家Josef Dufek实验室的研究人员发现,火星尘埃恶魔和风暴中的放电确实是可能的。然而,鉴于火星大气层支持的弱电场(接近每米2万伏),放电的规模可能会很小。

地球科学系俄勒冈州火山学中心的研究工程师约书亚·门德斯·哈珀说,相比之下,地球的大气层可以承受每米3兆伏的电场,产生壮观的雷电风暴,在美国东南部很常见,有时是致命的。在火星上,当搅动沙子或灰尘时,也很容易产生火花。然而,即使在大型沙尘暴中或在沙尘暴中,可能也很难获得非常大的放电或传统的闪电,因为火星大气在储存电荷方面很差。火星尘粉尘在滚过火星的干燥地貌时,可能会出现闪光、噼啪声或微弱的光芒,但其放电量可能非常小,除了通过探测其无线电波外,可能无法看到它们。

在UO,Méndez Harper、Dufek和George McDonald(罗格斯大学的一名博士后研究员)利用一根直径约为4英寸,长度为8英寸垂直的玻璃管,通过碰撞来自大约2000年前墨西哥Xitle火山喷发的玄武岩灰颗粒来创造三电充电。

密封管中的碰撞发生在预计在轻度火星风中发生的摩擦速度下,颗粒没有接触到外壁,而且是在8毫巴的二氧化碳大气压力下进行的,这与火星表面的情况类似。该项目中使用的墨西哥玄武岩与火星玄武岩相似,由探路者和火星探测车任务中的漫游车和美国宇航局喷气推进实验室开发的尘埃类似物检测到。

作为比较,研究小组进行了实验,让粒子与火星上预期条件的陌生表面进行接触。在这两组实验中都出现了火花,但是增加了一个人造墙,改变了放电的极性。新的实验所表明的火星上的低能量放电意味着这些影响不太可能影响机械操作。

毅力号的着陆点Jezero火山口似乎在秋季和冬季经常经历沙尘暴。麦克唐纳说,这可能为静电现象的初步观察提供机会。毅力号任务的目标之一是评估过去的环境条件。过去有更多的大气层的证据将对地球的电环境以及它如何随时间变化产生影响。

这项研究的最大收获是,火星可能是一个电气活跃的地方,尽管其方式与地球完全不同。模拟火星尘埃很容易充电到放电点的事实表明,未来的殖民者可能会发现一个被静电以微妙方式改变的世界。

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