Marsův měsíc Phobos: pozor, napětí stovky voltů!

Silné sluneční erupce mohou elektricky nabít oblasti na Phobosu – měsíci planety Mars – na stovky voltů a současně vytvořit komplexní elektrické prostředí, které by mohlo ovlivnit citlivou elektroniku budoucích automatických průzkumníků. Vyplývá to z nové studie vypracované NASA. Tato studie rovněž zvažovala elektrický náboj, který se může vytvořit v době, kdy se astronauti budou přepravovat po povrchu měsíce Phobos při případných pilovaných výpravách.

O měsíci Phobos se hovořilo jako možném kandidátu na vybudování výchozí základny pro pilotovaný výzkum Marsu, protože jeho nízká gravitace umožňuje snazší přistání kosmických sond, pilotovaných lodí s astronauty i zásobovacích lodí. Představa byla, že kosmonauti budou kontrolovat a řídit roboty na marťanském povrchu z měsíce Phobos, bez velkého časového zpoždění, ke kterému by docházelo při zřízení řídícího střediska na povrchu Země.

„Zjistili jsme, že astronauti nebo pojízdné laboratoře mohou akumulovat značný elektrický náboj při pohybu po noční straně Phobosu – na polokouli přivrácené k Marsu v průběhu marťanského dne,“ říká William Farrell, NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland. „Přestože neočekáváme, že by tento elektrický náboj mohl být dostatečný k ohrožení kosmonautů, teoreticky by mohl být dostatečně velký k ovlivnění citlivých zařízení, což musíme zohlednit při konstrukci skafandrů a vědeckého vybavení, abychom minimalizovali případné riziko.“

William Farrell je hlavním autorem článku o tomto výzkumu, který byl publikován v Advances in Space Research.

Kolem Marsu obíhají dva malé měsíce – Phobos a Deimos. Ačkoliv se tato studie zaměřila na Phobos, podobné podmínky můžeme očekávat i na Deimosu, protože oba měsíce nemají žádnou atmosféru a jsou přímo vystaveny slunečnímu větru – proudu elektricky vodivého plynu, tzv. plazmy, která nepřetržitě proudí z povrchu Slunce do okolního prostoru rychlostí zhruba 1,6 miliónu kilometrů za hodinu (tj. asi 450 km/s).

Za studované „nabíjecí“ efekty je zodpovědný sluneční vítr. Když narazí do denní strany měsíce Phobos, plazma je absorbována povrchem. To vytváří hluchá místa na noční straně Phobosu, kde je proud plazmy zablokován před přímým průnikem. Avšak složení slunečního větru – který je tvořen především dvěma typy elektricky nabitých částic, jmenovitě ionty a elektrony – ovlivňuje jeho proudění. Elektrony jsou více než tisíckrát lehčí než ionty. „Elektrony jednají podobně jako tryskové letadlo – jsou schopné zahnout rychle kolem překážky, ionty se spíše podobají velkým a těžkým bombardérům – mění svůj směr pohybu velmi pomalu,“ vysvětluje William Farrell.

Studie ukázala, že v oblasti na noční straně měsíce Phobos může nastat situace, kdy se na skafandru astronautů a na pojízdných robotech vytvářejí významné elektrické náboje statické elektřiny. Pokud astronauti budou kráčet po povrchu noční strany měsíce, může dojít k přenosu elektrického náboje z prachu a horniny na povrchu na jejich skafandry. Tento prach a hornina jsou velmi špatným vodičem elektřiny, takže náboj nemůže snadno téci zpět na povrch měsíce – a elektrický náboj se začíná hromadit na povrchu skafandru. Provedené výpočty ukázaly, že tento statický náboj může dosáhnout v některých materiálech až několika desítek tisíc voltů. Jestliže se astronaut dotkne něčeho vodivého, například součásti vybavení, může to uvolnit elektrický náboj, možná podobný tomu, jaký uvolníte, když češete koberec a zavadíte o kovovou kliku u dveří.

Tým modeloval proudění slunečního větru kolem měsíce Phobos a pravděpodobné zvyšování elektrického náboje na noční straně, stejně jako v oblastech ve stínu za překážkami, například v největším kráteru Stickney. „Zjistili jsme, že přebytek elektrického náboje v těchto oblastech je neustále zvyšován slunečním větrem, avšak efekt nabíjení je kritický především při vzplanutí slunečních erupcí, jako jsou například výrony koronální hmoty, což jsou husté nárazy slunečního větru,“ dodává William Farrell.

Zdroj: https://www.nasa.gov/press-release/goddard/2017/mars-electric-moons a http://www.sci-news.com/space/powerful-solar-storms-electrically-charge-mars-moon-phobos-05337.html

autor: František Martinek