Krachtige zonne-uitbarstingen kunnen gebieden van de Marsmaan Phobos elektrisch opladen tot honderden volt, een complexe elektrische omgeving presenteren die mogelijk van invloed kan zijn op gevoelige elektronica die wordt gedragen door toekomstige robotverkenners, volgens een nieuwe NASA-studie. De studie hield ook rekening met elektrische ladingen die zich zouden kunnen ontwikkelen als astronauten het oppervlak passeren op mogelijke menselijke missies naar Phobos.

Phobos wordt beschouwd als een mogelijke eerste basis voor menselijke verkenning van Mars, omdat de zwakke zwaartekracht het gemakkelijker maakt om ruimtevaartuigen te landen. astronauten en benodigdheden. Het idee zou zijn om de astronauten robots op het oppervlak van Mars te laten besturen vanaf de manen van Mars, zonder de aanzienlijke vertraging waarmee operators op aarde geconfronteerd worden. "We ontdekten dat astronauten of rovers aanzienlijke elektrische ladingen kunnen accumuleren wanneer ze de nachtzijde van Phobos doorkruisen - de kant die naar Mars is gericht tijdens de Marsdag, " zei William Farrell van NASA's Goddard Space Flight Center, Groene riem, Maryland. "Hoewel we niet verwachten dat deze ladingen groot genoeg zullen zijn om een ​​astronaut te verwonden, ze zijn potentieel groot genoeg om gevoelige apparatuur aan te tasten, dus we zouden ruimtepakken en apparatuur moeten ontwerpen die elk oplaadgevaar tot een minimum beperken. " Farrell is hoofdauteur van een artikel over dit onderzoek dat op 3 oktober online is gepubliceerd in Vooruitgang in ruimteonderzoek .

Mars heeft twee kleine manen, Phobos en Deimos. Hoewel deze studie zich richtte op Phobos, soortgelijke omstandigheden worden verwacht bij Deimos, aangezien beide manen geen atmosfeer hebben en direct worden blootgesteld aan de zonnewind - een stroom elektrisch geleidend gas, een plasma genoemd, die constant van het oppervlak van de zon de ruimte in blaast met ongeveer een miljoen mijl per uur.

De zonnewind is verantwoordelijk voor deze oplaadeffecten. Wanneer de zonnewind de dagzijde van Phobos treft, het plasma wordt geabsorbeerd door het oppervlak. Dit creëert een leegte aan de nachtzijde van Phobos waardoor de plasmastroom wordt belemmerd om direct binnen te komen. Echter, de samenstelling van de wind - gemaakt van twee soorten elektrisch geladen deeltjes, namelijk ionen en elektronen - beïnvloedt de stroming. De elektronen zijn meer dan duizend keer lichter dan de ionen. "De elektronen gedragen zich als straaljagers - ze kunnen snel om een ​​obstakel heen draaien - en de ionen zijn zo groot, zware bommenwerpers - ze veranderen langzaam van richting, "zei Farrell. "Dit betekent dat de lichte elektronen voor de zware ionen naar binnen dringen en het resulterende elektrische veld dwingt de ionen in de plasmaleegte achter Phobos, volgens onze modellen."

De studie toont aan dat deze plasmaleegte achter Phobos een situatie kan creëren waarin astronauten en rovers aanzienlijke elektrische ladingen opbouwen. Bijvoorbeeld, als astronauten over het nachtelijke oppervlak zouden lopen, wrijving kan lading van het stof en gesteente op het oppervlak overbrengen naar hun ruimtepakken. Dit stof en gesteente is een zeer slechte geleider van elektriciteit, dus de lading kan niet gemakkelijk terugvloeien naar het oppervlak - en de lading begint zich op de ruimtepakken op te bouwen. Aan de dagzijde, de elektrisch geleidende zonnewind en ultraviolette zonnestraling kunnen de overtollige lading op het pak verwijderen. Maar, aan de nachtzijde, de ionen- en elektronendichtheden in de achterblijvende plasmaleegte zijn zo laag dat ze de ladingsopbouw niet kunnen compenseren of 'verdrijven'. Uit de berekeningen van het team bleek dat deze statische lading in sommige materialen tienduizend volt kan bereiken, zoals de Teflon-pakken die werden gebruikt in de Apollo-maanmissies. Als de astronaut dan iets geleidends aanraakt, als een apparaat, dit zou de lading kunnen vrijgeven, mogelijk vergelijkbaar met de ontlading die je krijgt als je over een tapijt schuifelt en een metalen deurklink aanraakt.

Het team modelleerde de stroom van de zonnewind rond Phobos en berekende de opbouw van lading aan de nachtzijde, evenals in belemmerde gebieden in de schaduw, zoals Stickney-krater, de grootste krater op Phobos. "We ontdekten dat er zich in deze regio's overtollige lading opbouwt tijdens alle zonnewindomstandigheden, maar het oplaadeffect was vooral ernstig in de nasleep van zonne-uitbarstingen zoals coronale massa-ejecties, die dik zijn, snelle windstoten van zonnewind, ' zei Farrel.

Deze studie was een vervolg op eerdere studies die de oplaadeffecten van zonnewind in beschaduwde kraters op de maan van de aarde en asteroïden in de buurt van de aarde aan het licht brachten. Sommige omstandigheden op Phobos zijn anders dan die in de eerdere onderzoeken. Bijvoorbeeld, Phobos wordt ondergedompeld in het plasma dat achter Mars stroomt omdat het veel dichterbij Mars draait dan de maan om de aarde draait. De plasmastroom achter de baan van Mars werd ook gemodelleerd.