Kas tegelikult Marssil tormide ajal toimub? Küsimus tundub lihtne, kuid vastus on üllatav. Kuigi planeeti ümbritseb väga hõre atmosfäär, esinevad seal siiski elektrilised väljalasked. Neid ei jäädvustanud esimesena mitte kaamera, vaid kosmoseaparaadi „Perseverance“ mikrofon.
Pikka aega arvati, et ilma veeauru ja äikesepilvedeta ei saa välke tekkida. Marss tundus selleks liiga kuiv ja madala rõhuga – klassikalise äikese jaoks justkui sobimatu. Selgus aga, et tolm ja hõõrdumine suudavad täita sama rolli, mida Maal täidavad niiskus ja suured pilvesüsteemid.
Kahe Marssi aasta jooksul on registreeritud 55 sellist nähtust, peaaegu kõik tugevaimate tuulte ajal. Tolmukeerised ja tolmupilvede frondid laevad peenosakesed elektriliselt, kuni pinge on piisav väljalaskeks. See meenutab väikest elektrostaatilist sädet, kuid Marsi tingimustes on selle mõju märksa olulisem, kui esmapilgul paistab.
Kibtsed Marsi tolmutormides
Kui tolmukeeris libiseb üle pinna, hõõruvad osakesed üksteise vastu ja saavad elektrilaengu. Erineva suuruse ja koostisega tolmukübemed laevad end eri määral, mis tekitab nende vahel pingete erinevuse. Sellest piisab lühiajaliseks elektrivälguks isegi üliharvas Marsi atmosfääris.
Marsi õhk koosneb peaaegu täielikult süsihappegaasist ning selle rõhk on vaid murdosa Maa omast. Seetõttu on väljalaske tekkimiseks vaja oluliselt väiksemat pinget kui Maal. Säde ise on väga lühike ja nõrk ning mõnel juhul on tegu lihtsalt robotiplatvormi enda laengu mahalaadimisega pärast tolmutabamusi.
Agressiivsed oksüdeerijad: kust need tulevad?
Marsi pinnalt on juba pikka aega leitud tugevaid oksüdeerijaid, eriti vesinikperoksiidi jälgi. Need ühendid lagundavad orgaanilisi molekule ja hävitavad võimalikke elumärke, mis teeb teadlaste töö keerulisemaks. Küsimus, kust need oksüdeerijad täpselt pärinevad, on jäänud vastuseta üle kahekümne aasta.
Tolmuvälgud annavad nüüd ühe puuduva selgituse. Sädemes vabanenud energia lõhub süsihappegaasi ja vee molekule, käivitades reaktsioonide ahela, mille tulemusel moodustuvad peroksiidid ja muud oksüdeerivad ühendid. See on kahetine protsess: ühelt poolt hävitab see vana orgaanikat, teisalt võib aidata tekkida uutel, lihtsamatel molekulidel, mis omakorda võivad olla huvitavad keemilise evolutsiooni seisukohast.
Kuidas „Perseverance“ välke „kuuleb“?
Sädemed on nii nõrgad, et neid on visuaalselt raske tabada, seetõttu tuvastab neid eelkõige mikrofon. Väljalaske käik on mitmeastmeline: esmalt registreeritakse lühike elektromagnetiline impulss, seejärel aeglaselt hääbuv signaal ning alles viimasena väga nõrk lööklainena kuuldav heli. Kahe esimese faasi näol on tegemist elektroonika häirega, viimane aga on tõeline akustiline müra Marsi õhus.
Lähim tuvastatud väljalase toimus kõigest mõne meetri kaugusel roverist. Mõned sähvatused ei tekkinud üldse atmosfääris, vaid otse „Perseverance’i“ konstruktsioonis, kui aparaat tolmust laetus ja seejärel pinda puutudes maha laadus. See näitab, et Marsi elektrilised nähtused mõjutavad otseselt ka tehnikat.
Mida see tähendab tulevastele missioonidele?
Praegu on „Perseverance’i“ elektroonika veel turvaline, kuid varasemad missioonid on näidanud, et tolm võib käituda ootamatult ja ohtlikult. Nüüd, kui teadlased teavad, millise energiaga mikrosädemed tekivad, saab tulevasi seadmeid paremini disainida: parandada isolatsiooni, maandussüsteeme ja kaablite kaitset. See on oluline nii robotitele kui ka tulevastele mehitatud ekspeditsioonidele.
Kui inimesed Marsile jõuavad, peavad nende skafandrid ja elamismoodulid taluma tugevat tolmuga seotud elektrilaengute teket. Madal rõhk, tugevad tuuled ja keerised võivad luua riski, mida ei tohi alahinnata. Nii muutuvad isegi oluliseks teguriks, mida tuleb arvesse võtta nii Marsi kliima uurimisel kui ka tulevase kosmoseturvalisuse planeerimisel.
