NASA Rover, Mars Toz Şeytanlarında ve Fırtınalarda Elektrik Kıvılcımlarını Tespit Ediyor

Perseverance, Kızıl Gezegenin mini kasırgalarında elektrik deşarjlarının ve bunlarla ilişkili şok dalgalarının doğabileceği uzun zamandır şüphelenilen bir olguyu doğruladı.

NASA’nın Perseverance Mars gezgini, Mars’taki toz şeytanlarındaki elektrik deşarjlarının (kıvılcımlar) ve mini sonik patlamaların seslerini kaydetti. Uzun süredir teorileştirilen olay, gezicinin SuperCam mikrofonu tarafından kaydedilen ses ve elektromanyetik kayıtlarla doğrulandı. Keşif, yayınlandı Nature dergisinde 26 Kasım’da yayımlanan araştırma, Mars’ın atmosferik kimyası, iklimi ve yaşanabilirliği hakkında çıkarımlar içeriyor ve gelecekte Mars’a yapılacak robotik ve insanlı misyonların tasarımına yardımcı olabilir.

Kızıl Gezegen’de sıklıkla görülen bir olay olan toz şeytanları, yükselen ve dönen sıcak hava sütunlarından oluşur. Gezegenin yüzeyine yakın hava, daha sıcak olan zeminle temas ettiğinde ısınır ve yukarıdaki daha yoğun, daha soğuk hava yoluyla yükselir. Yükselen sıcak havanın yerini almak için yüzey boyunca diğer hava hareket ettikçe dönmeye başlar. Gelen hava kolonun içine doğru yükseldiğinde, dönen buz patencilerinin kollarını vücutlarına yaklaştırması gibi hızlanır. İçeri giren hava da toz topluyor ve bir toz şeytanı doğuyor.

SuperCam, görevin 2021’deki 215. Mars gününden (sol) başlayarak, görev boyunca 55 farklı elektrik olayı kaydetti. On altı toz şeytanı, gezicinin doğrudan üzerinden geçtiğinde kaydedildi.

Perseverance’ın inişinden onlarca yıl önce bilim adamları, Mars’taki toz şeytanlarında dönen ve birbirine sürtünen küçük toz taneciklerinin oluşturduğu sürtünmenin, sonunda elektrik arkları oluşturmaya yetecek kadar elektrik yükü üretebileceğini teorileştirdiler. Triboelektrik etkisi olarak adlandırılan bu olay, birisinin çoraplı bir halının üzerinden geçmesi ve ardından metal bir kapı koluna dokunmasıyla kıvılcım oluşmasına neden olan bir olaydır. Aslına bakılırsa bu, Marslı bir toz şeytanının üretebileceği deşarjla hemen hemen aynı düzeydedir.

Perseverance bilim ekibinin bir üyesi ve Fransa’daki L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie’de gezegen bilimcisi olan Baptiste Chide, “Kum ve kar parçacıklarının triboelektrik yüklenmesi Dünya’da, özellikle de çöl bölgelerinde iyi bir şekilde belgelenmiştir, ancak nadiren gerçek elektrik deşarjlarıyla sonuçlanır” dedi. “Mars’ta ince atmosfer, bu fenomeni çok daha olası hale getiriyor; çünkü kıvılcım üretmek için gereken yük miktarı, Dünya’nın yüzeye yakın atmosferinde gerekenden çok daha düşük.”

Azim Süper Kamera cihazı Cihazın lazerinin kayalara çarptığında çıkardığı sesleri analiz etmek için bir mikrofon taşıyor, ancak ekip aynı zamanda rüzgarın ve hatta rüzgarın sesini de yakaladı. ilk ses Marslı bir toz şeytanının kaydı. Bilim insanları bu cihazın atmosferdeki elektromanyetik bozuklukları (statik) ve elektriksel deşarj seslerini algılayabildiğini biliyorlardı. Bilmedikleri şey ise bu tür olayların yeterince sık olup olmadığı ya da gezicinin bunları kaydedecek kadar yakına gelip gelmeyeceğiydi. Daha sonra görev boyunca toplanan verileri değerlendirmeye başladılar ve elektriksel aktiviteye dair ipuçları veren sesleri bulmak çok uzun sürmedi.

Laurel, Maryland’deki Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı’nda Perseverance bilim insanı olan ortak yazar Ralph Lorenz, “Kıvılcımın ‘çıtırtı’ sesini net bir şekilde duyabileceğiniz bazı iyi tanelerimiz var” dedi. “Sol 215 toz şeytanı kaydında, yalnızca elektrik sesini değil, aynı zamanda gezicinin üzerinde hareket eden toz şeytanının duvarını da duyabiliyorsunuz. Ve Sol 1,296 toz şeytanında, bunların hepsini ve mikrofona çarpan parçacıkların bir kısmını duyuyorsunuz.”

Diğer otuz beş deşarj ise bölgesel toz fırtınaları sırasında konvektif cephelerin geçişiyle ilişkilendirildi. Bu cepheler, iki nesne birbirine dokunduğunda, elektronları aktardığında ve ayrıldığında meydana gelen triboelektrik yüklenmeyi ve yük ayrılmasını destekleyen yoğun türbülansa sahiptir; bu, triboelektrik etkinin statik elektrik kıvılcımıyla sonuçlanan kısmıdır.

Araştırmacılar, küresel olarak atmosferik tozun varlığını artıran toz fırtınalarının Mars’ta daha yaygın olduğu mevsimlerde elektrik deşarjlarının artmadığını buldu. Bu sonuç, elektrik birikiminin tek başına yüksek toz yoğunluğundan ziyade, kum ve tozun lokal, türbülanslı kaldırılmasıyla daha yakından bağlantılı olduğunu göstermektedir.

Bu elektrik boşalmalarının kanıtı, Mars hakkındaki anlayışımızı çarpıcı biçimde değiştiren bir keşiftir. Bunların varlığı, Mars atmosferinin kimyasal reaksiyonları harekete geçirecek kadar yeterli hale gelebileceği ve bunun da kloratlar ve perkloratlar gibi yüksek derecede oksitleyici bileşiklerin oluşmasına yol açabileceği anlamına geliyor. Bu güçlü maddeler yüzeydeki organik molekülleri (yaşamın bazı bileşenlerini oluşturan) etkili bir şekilde yok edebilir ve birçok atmosferik bileşiği parçalayarak Mars atmosferinin genel kimyasal dengesini tamamen değiştirebilir.

Bu keşif aynı zamanda Mars’taki metan gazının şaşırtıcı bir şekilde hızlı bir şekilde yok olma yeteneğini de açıklayabilir ve yaşamın karşılaşabileceği kısıtlamaları ve dolayısıyla gezegenin yaşanabilir olma potansiyelini anlamak için yapbozun önemli bir parçasını sunabilir.

Mars’ta tozun her yerde mevcut olduğu göz önüne alındığında, birbirine sürtünen parçacıkların oluşturduğu elektrik yüklerinin varlığı, Mars’taki tozun taşınmasını da muhtemelen etkileyecek gibi görünüyor. Mars’ta tozun nasıl hareket ettiği, gezegenin ikliminde merkezi bir rol oynuyor ancak tam olarak anlaşılamıyor.

Elektrostatik boşalmaların varlığının doğrulanması, NASA’nın mevcut robotik görevlerin elektronik ekipmanına yönelik potansiyel riskleri anlamasına da yardımcı olacaktır. Onlarca yıldır devam eden Mars yüzey operasyonlarında herhangi bir olumsuz elektrostatik deşarj etkisinin bildirilmemiş olması, uzay aracının topraklama uygulamalarının dikkatli olduğunu kanıtlayabilir. Bulgular aynı zamanda Kızıl Gezegeni keşfedecek gelecekteki astronotlar için geliştirilen güvenlik önlemlerine de bilgi verebilir.

NASA adına Caltech tarafından yönetilen Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı, NASA’nın Mars Keşif Programı portföyünün bir parçası olarak ajansın Bilim Misyonu Direktörlüğü adına Perseverance gezgininin operasyonlarını inşa etti ve yönetti.

Azim ziyareti hakkında daha fazla bilgi edinmek için:
https://science.nasa.gov/mission/mars-2020-persseverance

DC Çevik
Jet Tahrik Laboratuvarı, Pasadena, Kaliforniya.
818-393-9011
[email protected]

Karen Fox / Molly Wasser
NASA Genel Merkezi, Washington
202-358-1600 / 240-419-1732
[email protected] / [email protected]

2025-132