Crédit d'image: NASA
Les scientifiques ont trouvé des indices que les diables de poussière sur Mars pourraient avoir des champs électriques à haute tension, sur la base des observations de leur homologue terrestre. Cette recherche soutient la vision de la NASA pour l'exploration spatiale en aidant à comprendre quels défis l'environnement martien présente aux explorateurs, à la fois robotiques et éventuellement humains.
La NASA et des chercheurs universitaires ont découvert que les diables de poussière sur Terre ont des champs électriques d'une ampleur inattendue, supérieurs à 4 000 volts par mètre (yard), et peuvent également générer des champs magnétiques. Comme des détectives pourchassant un suspect, les scientifiques ont attaché des instruments à un camion et traversé les déserts du Nevada (2000) et de l'Arizona (2001), traversant des diables de poussière pour obtenir leurs mesures dans le cadre de l'atmosphère martienne et de la poussière dans l'optique et la radio. (MATADOR). Les observations de l'Arizona comprenaient également un camp de base fixe avec une suite complète d'instruments météorologiques (voir le point 2 pour une photo de la campagne de l'Arizona).
Les diables de poussière sont comme des tornades miniatures, d'environ 10 à 100 mètres de large avec des vents de 20 à 60 milles à l'heure (32 à 96 km / h) tourbillonnant autour d'une colonne chaude d'air ascendant. "Les diables de poussière sont communs sur Mars, et la NASA s'intéresse à eux ainsi qu'à d'autres phénomènes comme une nuisance ou un danger possible pour les futurs explorateurs humains", a déclaré le Dr William Farrell du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. "Si Martian les diables de poussière sont hautement électrifiés, comme le suggèrent nos recherches, ils pourraient entraîner une augmentation des décharges ou des arcs dans l'atmosphère martienne à basse pression, une adhérence accrue de la poussière aux combinaisons spatiales et à l'équipement et des interférences avec les communications radio. Les missions Mars Testbed de la NASA au cours de la prochaine décennie pourraient être en mesure de vérifier si tel est le cas. Farrell est l'auteur principal d'un article sur cette recherche publié dans le Journal of Geophysical Research du 20 avril.
«Des traces complexes, générées par les grands diables de poussière martiens, sont couramment trouvées dans de nombreuses régions de Mars, et plusieurs diables de poussière ont été photographiés en train de récurer la surface», a déclaré le chercheur principal de MATADOR, le Dr Peter Smith de l'Université de l'Arizona. (Tucson). «Ces diables martiens poussiéreux rapetissent les terrestres de 5 à 10 mètres et peuvent mesurer plus de 500 mètres de diamètre et plusieurs milliers de mètres de haut. Le tracé des pistes est connu pour changer d'une saison à l'autre, donc ces énormes tuyaux à poussière doivent être un facteur important de transport de la poussière et pourraient être responsables de l'érosion des reliefs. »
«Deux ingrédients, présents à la fois sur Terre et sur Mars, sont nécessaires pour qu'un diable de poussière se forme: l'air qui monte et une source de rotation», a déclaré le Dr Nilton Renno de l'Université du Michigan, membre de l'équipe de recherche qui est un expert. dans la dynamique des fluides des diables de poussière. «Le cisaillement du vent, comme un changement de direction et de vitesse du vent avec l'altitude, est la source de la rotation. Des courants ascendants plus forts ont le potentiel de produire des diables de poussière plus forts, et un cisaillement du vent plus important produit des diables de poussière plus gros. »
Les particules de poussière deviennent électrifiées dans les diables de poussière lorsqu'elles se frottent les unes contre les autres lorsqu'elles sont transportées par les vents, transférant une charge électrique positive et négative de la même manière que vous accumulez de l'électricité statique si vous vous traînez sur un tapis. Les scientifiques pensaient qu'il n'y aurait pas de champ électrique à haute tension et à grande échelle dans les diables de poussière parce que les particules chargées négativement seraient mélangées uniformément avec les particules chargées positivement, de sorte que la charge électrique globale dans le diable de poussière serait en équilibre.
Cependant, les observations de l'équipe indiquent que les particules plus petites deviennent chargées négativement, tandis que les particules plus grosses se chargent positivement. Les vents du diable poussiéreux transportent les petites particules chargées négativement haut dans l'air, tandis que les particules plus lourdes et chargées positivement restent près de la base du diable poussiéreux. Cette séparation des charges produit le champ électrique à grande échelle, comme les bornes positive et négative d'une batterie. Comme les particules électrifiées sont en mouvement et qu'un champ magnétique n'est que le résultat de charges électriques en mouvement, le diable poussiéreux génère également un champ magnétique.
Si les grains de poussière martiens ont une variété de tailles et de compositions, les diables de poussière sur Mars devraient s'électrifier de la même manière que leurs particules se frottent les unes contre les autres, selon l'équipe (reportez-vous à l'article 1 pour le concept d'un artiste d'un démon de poussière martien électrifié ). Nous éprouvons plus d'électricité statique les jours de sécheresse car les molécules d'eau tirent la charge des objets électrifiés. Étant donné que l'atmosphère martienne est extrêmement sèche, la charge devrait être forte, car il y aura peu de molécules d'eau atmosphérique pour voler la charge des grains de poussière. Cependant, comme la densité de l'atmosphère martienne est bien inférieure à celle de la Terre, la conductivité électrique proche de la surface de l'atmosphère martienne devrait être 100 fois plus élevée. Un diable de poussière martien mettra donc plus de temps à se charger complètement, car l'augmentation de la conductivité atmosphérique éloigne la charge des grains de poussière martiens.
À ce jour, aucun des atterrisseurs et rovers robotiques de Mars qui ont opéré sur la surface martienne n'a connu de conséquences de ce phénomène, y compris les rovers Spirit et Opportunity. Cependant, des laboratoires plus complexes, comme le Mars Science Laboratory (MSL), dont le lancement est prévu en 2009, pourraient être beaucoup plus sensibles aux perturbations électriques que les missions précédentes. En tant que telle, cette recherche est un tremplin clé vers une exploration robotique et humaine plus avancée de Mars.
Les tempêtes de poussière martiennes, qui peuvent couvrir toute la planète, devraient également être de puissants générateurs de champs électriques (le point 3 montre la poussière en suspension dans l'atmosphère martienne en raison de l'activité du diable et de la tempête de poussière martienne). L'équipe espère mesurer une grande tempête de poussière sur Terre et disposer d'instruments pour détecter les champs électriques et magnétiques atmosphériques sur les futurs atterrisseurs de Mars.
L'équipe comprend des chercheurs de NASA Goddard, NASA Glenn (Cleveland, Ohio), NASA Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, Californie), University of Arizona (Tucson), University of California (Berkeley), SETI Institute (Mountain View, Californie). , Université de Washington (Seattle), Université du Michigan (Ann Arbor) et Duke University (Durham, NC). Cette recherche a été financée en partie par le programme de recherche fondamentale de la NASA sur Mars, qui est opéré à partir du siège de la NASA à Washington, DC.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
