Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 22.11.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Солнечные выбросы могли электризовать спутники Марса

shortstoryf

Мощные солнечные выбросы могли электрически заряжать области Фобоса, спутника Марса, до сотен вольт, создавая сложную электрическую среду. В результате этого явления могли быть сформированы условия, влияющие на чувствительную электронику, которую будут нести на себе будущие автоматизированные исследовательские станции. Вместе с этим были рассмотрены электрические заряды, которые могли бы образоваться, если космонавты будут перемещаться по поверхности спутников, естественно, если туда когда-нибудь будут направлены пилотируемые экспедиции.

Фобос давно рассматривается в качестве возможной начальной базы для пилотируемого исследования Марса. Это связано в первую очередь с тем, что его слабая гравитация упрощает доставку космического корабля, космонавтов и припасы. Идеальным был бы вариант при котором люди управляли бы роботами, находящимися на поверхности Марса, с его спутников, потому что в этом случае исчезнет запаздывание сигнала из-за большого расстояния между красной планетой и оператором на Земле.

«Мы обнаружили, что космонавты или роверы могут накопить значительное количество электрических зарядов, пересекая ночную сторону, например, Фобоса. Эта стороне была всегда обращена в Марсу в течение марсианского дня. Мы не думаем, что эти заряды будут достаточно большими, чтобы причинить вред людям, но повлиять на работу чувствительного оборудования они могут. Таким образом, нам надо проектировать скафандры и оборудование так, чтобы минимизировать возникновение любых зарядов», — Уильям Фаррел из Центра космических полётов имени Годдарда, ведущего автора работы.

Марс имеет два небольших спутника — Фобос и Деймос. Несмотря на то, что это исследование рассматривает только Фобос, подобные результаты ожидаются и для Деймоса, так как оба объекта не имеют никакой атмосферы и подвержены воздействию солнечного ветра — потока газа, способного проводить электричество, называемого плазмой.

Изображение Фобоса от камеры HiRISE на борту марсианского орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. Снимок получен 23 марта 2008 года. Источник: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

Солнечный ветер ответственен за эти зарядовые эффекты. Когда он поражает дневную сторону Фобоса, плазма поглощается поверхностью. Это создаёт плазменную пустоту на ночной стороне спутника, потому что она скрыта от прямого воздействия солнечного ветра. Однако состав ветра, образованного из двух типов электрически заряженных частиц, а именно, ионов и электронов, влияет на этот поток. Электроны легче ионов более чем в тысячу раз.

«Электроны ведут себя как маневренные реактивные истребители — они в состоянии быстро облететь препятствие, а ионы больше похожи на неповоротливые бомбардировщики, они изменяют своё направление медленно. Это означает, что электроны летят впереди ионов, и формирующееся электрическое поле принуждает ионы перемещаться в плазменную пустоту позади Фобоса. Всё это следует из наших моделей».

Исследование показывает, что эта пустота позади Фобоса может создать ситуацию, при которой роботы и космонавты будут создавать существенные электрические заряды. Например, если космонавты должны были идти через ночную сторону Фобоса, трение могло бы передать заряд от пыли и камней на поверхности к их скафандрам. Сами по себе особенности поверхности являются очень слабыми проводниками электричества, таким образом, заряд не может течь назад на поверхность так же легко, вместо этого он будет накапливаться на скафандрах. На дневной стороне солнечный ветер, проводящий электричество, и ультрафиолетовое излучение от Солнца могут снять избыточный заряд с костюма, но на ночной стороне плотности ионов и электронов в пустоте будут настолько низкими, что они не смогут рассеять заряд. Вычисления исследователей показали, что этот электростатический заряд может достигнуть десяти тысяч вольт на некоторых материалах, таких как тефлоновые костюмы, использовавшиеся в лунных миссия «Аполлон». Если в этот момент космонавт дотронется чего-то проводящего, например элемента оборудования, это может высвободить заряд. Этот процесс сопоставим с тем явлением, которое возникает, когда мы дома ходим по ковре, а затем касаемся ручки двери.

Специалисты смоделировали поток солнечного ветра вокруг Фобоса и вычислили степень наращивания заряда на ночной стороне, а также в областях тени, таких как кратер Стикни — крупнейший кратер на этом спутнике Марса.

«Мы обнаружили, что избыточный заряд накапливается в этих регионах во время всех состояний солнечного ветра, но заряжающий эффект был особенно сильный после корональных выбросов массы на Солнце, которые представляют собой плотные, быстрые порывы солнечного ветра».

Это исследование стало закономерным продолжением более ранних работ, которые раскрыли заряжающие эффекты солнечного ветра в затенённых кратерах на Луне и околоземных астероидов. Но на Фобосе условия несколько отличаются. Например, он погружён в плазму, текущую позади Марса, потому что расположен к красной планете существенно ближе, чем Луна к Земле. Плазменный поток позади Марса также был смоделирован в рамках данной работы.

По информации НАСА.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google