Vědecký tým zaznamenal pomocí vozítka Perseverance vůbec první známky elektrické aktivity v atmosféře Marsu. Výboje připomínající „mini blesky“ naznačují, že marťanský prach může generovat jiskření – objev, který mění náš pohled na klima, chemii i budoucí průzkum rudé planety.
Skupina vědců se domnívá, že poprvé zaznamenala elektrickou aktivitu v atmosféře Marsu, což otevírá dveře k tomu, že rudá planeta je schopna generovat blesky nebo alespoň podobné miniaturní výboje. Signály zachytilo vozítko Perseverance agentury NASA, které na planetu dorazilo v roce 2021 s cílem hledat známky života a již čtyři roky zkoumá kráter Jezero.
Výboje, popisované jako „mini blesky“, byly zachyceny pomocí zvukových záznamů a elektromagnetických dat z přístroje SuperCam roveru. Tento přístroj, vyvinutý společně Spojenými státy a Francií, kombinuje kameru, laser a několik senzorů ke studiu marsovských hornin a atmosféry. V tomto případě jeho mikrofon a detektory plazmatu umožnily poslouchat a měřit signály, které odpovídají elektrickým výbojům generovaným prachem.
Vědci nyní doufají, že budoucí mise budou moci zapojit citlivější kamery a specifické vybavení pro měření těchto výbojů, aby se nález potvrdil a lépe charakterizoval: kolik energie uvolňují, jak často se vyskytují a jak jsou rozmístěny v různých oblastech planety.
Zdroj: Youtube.com
Tým francouzských vědců analyzoval 28 hodin záznamů pořízených v průběhu dvou marťanských let (1 374 pozemských dní), na nichž pozoroval, že elektrická aktivita je často spojena s prachovými víry a frontami prachových bouří, častými jevy na povrchu Marsu. Analýza se zaměřila na takzvané prachové čerty a průchod větších prachových mračen, o nichž se již vědělo, že dokážou vynášet částice do výšky několika kilometrů.
Objev s dopadem na průzkum a pochopení marťanského klimatu
Prachové víry, malé víry vytvářené stoupajícím horkým vzduchem od země, mohou svými vnitřními pohyby vytvářet tyto elektrické výboje. Když se prachové částice srazí a třou se o sebe, získají elektrický náboj (proces známý jako triboelektrifikace). Pokud je oddělení kladných a záporných nábojů dostatečné, může vzduch – i když je velmi řídký, jako na Marsu – ionizovat a vytvářet výboje.
„Tyto výboje představují významný objev,“ řekl agentuře Reuters vedoucí výzkumník Dr. Baptiste Chide a zdůraznil jejich důsledky pro chemii atmosféry, klima, obyvatelnost a budoucí lidské a robotické mise. Přítomnost elektrických výbojů by například mohla napomáhat vzniku reaktivních molekul, jako jsou peroxidy nebo dusičnany, které jsou schopny dlouhodobě měnit povrch a atmosféru.
Podle něj a dalších odborníků z francouzského Výzkumného ústavu pro astrofyziku a planetologii (IRAP) by se Mars zařadil na seznam planet se známou elektrickou aktivitou atmosféry spolu se Zemí, Saturnem a Jupiterem. Na těchto světech jsou blesky spojeny s hustými mraky a velmi energetickými bouřemi; na Marsu by naopak výboje byly slabší a souvisely by s prachem, nikoli s vodními mraky jako na naší planetě.
Možná existence atmosférické elektřiny na Marsu není nová myšlenka. Teoretické modely a laboratorní experimenty již několik desetiletí naznačují, že marťanské prachové bouře by mohly generovat silná elektrická pole. Dosud však nebyl na samotné planetě získán žádný přímý signál, který by tyto předpovědi přesvědčivě potvrdil. Mikrofon kamery SuperCam, který dokáže zaznamenávat zvuky o frekvenci 20 Hz až 20 kHz, byl nápomocen při detekci charakteristických cvaknutí a pulzů těchto „minibouřek“.
Marťanská atmosféra je asi 100krát řidší než pozemská a je tvořena převážně oxidem uhličitým. To znamená, že blesky, pokud k nim dojde, budou pravděpodobně kratší, méně zářivé a obtížněji pozorovatelné. I tak by ale podle dřívějších odhadů založených na misích, jako byl Viking, a numerických simulacích mohla vzniklá elektrická pole uvnitř prachových ďáblů dosahovat několika tisíc voltů na metr.
Rizika a příležitosti pro budoucí lidské mise
Kromě vědecké zajímavosti má toto zjištění i praktické důsledky. Elektřina generovaná prachem by mohla ovlivnit budoucí astronauty, stanoviště a elektronické vybavení. Na Zemi mohou elektrostatické výboje poškodit citlivé obvody; na Marsu, kde atmosféra poskytuje jen malou ochranu, by elektricky nabité prostředí mohlo zvýšit riziko jiskření v blízkosti zásob kyslíku, vodíku nebo jiných paliv.
Inženýři již nyní považují prach za jednoho z největších nepřátel marsovského průzkumu: ulpívá na solárních panelech, mechanismech a skafandrech a může drasticky snížit výkon, jako tomu bylo v případě roverů Spirit, Opportunity a nedávno i InSight. Když k tomu připočteme možnost hromadění elektrických nábojů na povrchu, bude nutné navrhnout antistatické materiály, uzemňovací systémy a dodatečné stínění na ochranu zařízení.
Zároveň by se atmosférická elektřina mohla stát zdrojem. Někteří výzkumníci uvažují o možnosti využití elektrických polí generovaných prachovými bouřemi k výrobě malého množství energie nebo k pohonu chemických reakcí užitečných například při výrobě paliv nebo hnojiv z marsovské atmosféry. Ačkoli jsou tyto myšlenky zatím ve velmi raném stádiu, nová studie poskytuje reálná data, na jejichž základě je lze začít vyhodnocovat.
Vědecká debata je stále otevřená
Někteří vědci však zůstávají opatrní. Částicový fyzik Dr. Daniel Pritchard ve své práci v časopise Nature poznamenal, že záznamy jsou sice „přesvědčivým důkazem o prachem vyvolaných výbojích„, ale skutečnost, že nebyly zachyceny vizuálně, ponechává prostor pro pochybnosti. „Vzhledem k historii tohoto oboru bude debata pravděpodobně ještě nějakou dobu pokračovat,“ dodal.
Historie, na kterou Pritchard naráží, zahrnuje několik neúspěšných pokusů o detekci blesků na Marsu. Sondy Viking v 70. letech 20. století a pozdější mise jako Mars Global Surveyor a Mars Express hledaly rádiové a optické signály spojené s elektrickými výboji, avšak bez přesvědčivých výsledků. Některé studie z oběžné dráhy dospěly k závěru, že rádiové emise jsou slučitelné s blesky, ale jiné práce nedokázaly tato zjištění reprodukovat, což podnítilo kontroverzi.
V této souvislosti je práce s Perseverance průlomová, protože kombinuje akustická, elektromagnetická a meteorologická měření in situ. Přesto autoři studie uznávají, že je zapotřebí více údajů a především přímých pozorování pomocí vysoce citlivých kamer, které jsou schopny zachytit velmi krátké a slabé záblesky v prachu. Budoucí mise by mohly zahrnovat speciální detektory elektrického pole, podobné těm, které se používají na balónech a letadlech na Zemi ke studiu bouří.
Opatrnost se vztahuje i na biologické důsledky. Elektrické výboje sice mohou podporovat určité chemické reakce – například tvorbu složitých organických molekul, což se navrhuje již od slavného Miller-Ureyova experimentu v 50. letech 20. století -, ale mohly by také na Marsu vytvářet oxidační sloučeniny, které by organické molekuly na povrchu zničily. To by zkomplikovalo pátrání po známkách minulého nebo současného života, protože část organických látek by mohla degradovat dříve, než by byla odhalena.
Úloha kráterů Perseverance a Jezero
Výzkum se přidává k dalším nedávným nálezům roveru, jako jsou například podivně vzorované skály – nazvané leopardí skvrny a makovice – objevené v září. Tyto minerály mohly vzniknout v důsledku dávných mikrobiálních procesů nebo z přirozených geologických příčin, ale NASA je považuje za možné známky minulého života. Perseverance shromažďuje vzorky těchto hornin, aby je v budoucnu mohla společná mise NASA a Evropské kosmické agentury (ESA) dopravit zpět na Zemi v rámci programu Mars Sample Return.
Přestože je dnes Mars studenou a suchou pouští, existují důkazy, že před miliardami let měl hustou atmosféru a kapalnou vodu, což jsou podmínky, které z něj činí hlavní cíl pro hledání dávného života. Kráter Jezero, kde pracuje sonda Perseverance, má rysy, které naznačují, že se zde mohla nacházet říční delta v prostředí schopném udržet povrchovou vodu. Snímky s vysokým rozlišením pořízené z oběžné dráhy ukazují vějířovité útvary sedimentů, velmi podobné pozemským říčním deltám.
Perseverance nezkoumá pouze horniny; nese také komplexní meteorologickou stanici MEDA (Mars Environmental Dynamics Analyzer), která měří teplotu, tlak, vlhkost, radiaci a vítr. Tato data v kombinaci s pozorováními SuperCam umožňují rekonstruovat kontext, v němž se prachové víry a případné elektrické výboje vyskytují: v jakou denní dobu jsou nejčastější, jak rychle fouká vítr nebo jak se mění tlak při průchodu víru.
Souběžně s tím rover testoval klíčové technologie pro budoucí lidské mise, například experiment MOXIE, kterému se podařilo vyrobit kyslík z oxidu uhličitého v marsovské atmosféře. Poznání, zda se stejná atmosféra může elektricky nabít a vytvářet výboje, je dalším krokem k posouzení toho, jaká rizika a příležitosti nabídne prvním astronautům, kteří se na planetu vydají.
Mars jako přírodní laboratoř planetární elektřiny
Pokud se elektrická aktivita na Marsu potvrdí, stane se rudá planeta přirozenou laboratoří pro studium chování elektřiny v atmosféře, která se od té pozemské velmi liší. Na Zemi se v atmosféře tvoří blesky. Na Zemi se blesky tvoří v bouřkových mracích zatížených vodou a ledem; na Jupiteru a Saturnu jsou spojeny s hlubokými mračny vodíku, helia a dalších sloučenin; na Marsu by naopak byl hlavním protagonistou jemný prach oxidů a křemičitanů suspendovaný v extrémně řídkém vzduchu.
Srovnání těchto prostředí pomáhá vědcům lépe pochopit základní procesy, které řídí vznik elektrických výbojů na jakékoli planetě, včetně exoplanet obíhajících kolem jiných hvězd. Některé modely naznačují, že na skalnatých světech s hustou atmosférou bohatou na částice by atmosférická elektřina mohla hrát důležitou roli v chemii před vznikem života, stejně jako byla navržena pro ranou Zemi.
Zdroj: Youtube.com
V tomto smyslu nabízí Mars jedinečnou příležitost: je dostatečně podobný Zemi, abychom mohli studovat její procesy pomocí podobných přístrojů, ale zároveň dostatečně odlišný, abychom mohli naše teorie testovat v extrémních podmínkách. Každá nová informace – od elektrické trhliny v prachovém ďáblu po podivný obrazec v hornině – pomáhá poskládat dohromady příběh planety, která mohla být kdysi obyvatelná.
Co bude dál: Nové mise a nové otázky
Možný objev elektrické aktivity na Marsu přichází v době, kdy několik kosmických agentur připravuje další fázi průzkumu planety. NASA a ESA pokračují v práci na přepracování programu návratu vzorků z Marsu, zatímco čínská kosmická agentura (CNSA) oznámila vlastní plán přivézt marťanské vzorky v roce 2030. ESA se mezitím drží svého cíle vypustit rover Rosalind Franklin, který se specializuje na vrtání do podpovrchových vrstev pro hledání známek minulého života.
Techzpravy.cz
Zprávy - Aktuálně.cz|
Náš REGION|
NESPECHEJ.cz|
Kód Enigma|
BydlímeÚtulně.cz|
FAJNTIP.cz|
Zdravestravovani.eu|
Cooky.cz|
Krasnezeny.eu|
