چرا بالگرد‌های مریخی در تاریکی می‌درخشند؟

این جریان‌های بالقوه در وهله اول، تهدیدی برای بالگرد نیستند، اما منظره جالبی برای دوربین‌هایی که در نزدیکی آن‌ها هستند، ایجاد می‌کنند.

در واقع این مطالعه جدید، راهی برای درک بهتر تجمع بار الکتریکی روی ملخ‌های بالگرد که به عنوان "شارژ تریبوالکتریک" یا "بار رسانی برق‌مالشی" شناخته می‌شود، فراهم می‌کند.

اثر برق مالشی یا "بار رسانی مالشی" (triboelectric charging) نوعی الکتریسیته تماسی است که در آن ماده‌ای خاص در تماس با ماده‌ای دیگر از نظر الکتریکی پس از جدایی دو جسم در تماس باردار می‌شود. مالش دو جسم به یکدیگر باعث افزایش سطح تماس دو جسم خواهد شد، از این رو مالش دو جسم باعث افزایش اثر برق مالشی خواهد شد. برای مثال مالش شیشه با خز و یا شانه کردن مو با شانه پلاستیکی می‌تواند الکتریسیته مالشی ایجاد کند. اکثر الکتریسیته ساکن موجود از نوع الکتریسیته مالشی است. قطبیت و بزرگی بار ایجاد شده در الکتریسیته مالشی بسته به جنس، تخلخل سطح، دما و دیگر مشخصه‌های فیزیکی جسم‌های در تماس متفاوت است.

اثر الکتریسیته مالشی بسیار غیرقابل پیش‌بینی است و فقط حدس‌هایی کلی می‌توان در مورد بار ایجاد شده زد. برای مثال کهربا در اثر مالش با پشم می‌تواند باردار شود که این پدیده اولین بار توسط "تالس" فیلسوف یونانی ثبت شد.

"بیل فارل" نویسنده ارشد این مطالعه جدید که پلاسما شناس مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا است، در یک بیانیه گفت: درخشش ضعیف در ساعات غروب مریخ که پس‌زمینه آسمان تاریک‌تر است، بیشتر قابل مشاهده است. متأسفانه "نبوغ" یک پهپاد آزمایشی است که مشخصا برای پرواز در غروب یا سپیده‌دم برنامه‌ریزی نشده است، اما ممکن است بتوانیم تأثیر این اثر را بر روی بالگرد‌های مریخی در آینده مشاهده کنیم.

ناسا می‌گوید، فرآیندی که طی آن پهپاد‌های مریخی ممکن است بدرخشند، مشابه اثرات رایج جریان‌های الکتریکی بر روی زمین از جمله تاج یا درخشش الکتریکی است که گاهی در هواپیما‌ها همراه با کشتی‌ها در طوفان‌های الکتریکی معروف به "آتش سنت المو" دیده می‌شود.

همانطور که گفته شد، "شارژ تریبوالکتریک" در حین اصطکاک اتفاق می‌افتد که بار الکتریکی را بین اجسام جابجا می‌کند و معمولاً زمانی که یک فرد، بادکنکی را به مو‌های خود می‌مالد، می‌توان شاهد آن بود، چرا که آن بادکنک، مو‌های فرد را به سمت خود می‌کشد و شواهدی از میدان الکتریکی ناشی از اثر مالشی را به ما نشان می‌دهد.

اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی و مدل‌های رایانه‌ای نشان می‌دهند که وقتی پهپاد‌های مریخی تیغه‌های خود را می‌چرخانند، با دانه‌های غبار ناشی از طوفان‌های مداوم روی سطح سیاره سرخ اصطکاک پیدا می‌کنند.

در بیانیه ناسا آمده است: هنگامی که تیغه‌ها با دانه‌ها برخورد می‌کنند، بار الکتریکی منتقل می‌شود، روی تیغه‌ها جمع می‌شود و میدان الکتریکی ایجاد می‌کند. زمانی که این بار به وجود می‌آید و میزان آن افزایش می‌یابد، جو مریخ در فرآیندی که به عنوان "تجزیه جو" شناخته می‌شود، شروع به هدایت آن الکتریسیته می‌کند. این فرآیند شامل ایجاد جمعیتی از الکترون‌ها است که جریان الکتریکی تقویت‌شده‌ای را تشکیل می‌دهند که برای دفع یا خنثی کردن تجمع بار روی بالگرد عمل می‌کند.

این مطالعه در تاریخ ۱۰ مارس ۲۰۲۱ در مجله Planetary Science منتشر شده است.

گفتنی است که این مطالعه قبل از فرود مریخ‌نورد "استقامت" (Perseverance) و به پرواز درآمدن بالگرد مریخی "نبوغ" (Ingenuity) در مریخ در تاریخ ۱۸ فوریه ۲۰۲۱ منتشر شده است و اکنون نزدیک به یک سال بعد، "نبوغ" ۱۸ پرواز انجام داده و بیش از ۳۰ دقیقه را در این پرواز‌های مختلف بالاتر از سطح سیاره سرخ پرواز کرده است.