הרעיון של האמן לתוכניות חקר אפשריות. אשראי תמונה: נאס"א לחץ להגדלה
האם אי פעם התקלת על שטיח צמר בנעליים עם סוליות עור ביום חורפי יבש ואז הושיט יד לעבר ידית דלת? ZAP! ניצוץ צורב מזנק בין האצבעות לבין ידית המתכת.
זה הפרשות הסטטיות - ברק קטן.
הפרשות סטטיות מעצבנות רק את כל מי על כדור הארץ שחי בו בחורף יש לחות נמוכה במיוחד. אבל עבור אסטרונאוטים על הירח או על מאדים, שחרור סטטי יכול להוות בעיה אמיתית.
"במאדים אנחנו חושבים שהאדמה כל כך יבשה ומבודדת, שאם אסטרונאוט היה יוצא בהליכה, ברגע שהוא או היא יחזרו לבית הגידול והושיטו יד לפתוח את מנעול האוויר, ברק קטן עלול לפטום אלקטרוניקה קריטית," מסביר ג'פרי א '. לנדיס, פיזיקאי עם סניף ההשפעות הסביבתיות פוטו-וולטאיות וחלל במרכז המחקר גלן של נאס"א בקליבלנד, אוהיו.
תופעה זו נקראת טעינה טריבואלקטרית.
הקידומת "טריבו" (מבוטא TRY-bo) פירושה "שפשוף". כאשר זוגות מסוימים של חומרים שלא כמו חומרים, כמו צמר ועור בלעדי של נעליים קשות, משפשפים זה בזה, חומר אחד מוותר על חלק מהאלקטרונים שלו לחומר השני. הפרדת המטען יכולה ליצור שדה חשמלי חזק.
כאן על כדור הארץ, האוויר סביבנו והבגדים שאנו לובשים בדרך כלל יש מספיק לחות כדי להיות מוליכים חשמליים הגונים, כך שלכל מטענים המופרדים בהליכה או בשפשוף יש נתיב מוכן לקרקע. אלקטרונים מדממים לאדמה במקום להצטבר על גופך.
אבל כאשר אוויר וחומרים יבשים בצורה יוצאת דופן, למשל ביום חורפי יבש, הם מבודדים מצוינים, כך שאין מסלול מוכן לקרקע. גופך יכול לצבור מטענים שליליים, אולי עד 20 אלף וולט מדהימים. אם אתה נוגע במוליך, כמו ידית דלת מתכת, אז - ZAP! - כל האלקטרונים המצטברים יפרצו בבת אחת.
על הירח ועל מאדים התנאים הם אידיאליים לטעינה תאי חשמליים. האדמה יבשה יותר מחול מדברי על כדור הארץ. זה הופך אותו למבודד חשמל מצוין. יתרה מזאת, האדמה ורוב החומרים המשמשים בחליפות חלליות וחלליות (למשל, mylar אלומיניום, ניילון מצופה ניאופרן, דקרון, ניילון מצופה urethane, טריקו ופלדת אל חלד) אינם דומים זה לזה. כאשר אסטרונאוטים הולכים או רוברים מתגלגלים על פני האדמה, המגפיים או הגלגלים שלהם אוספים אלקטרונים כשהם משפשפים דרך החצץ והאבק. מכיוון שהאדמה מבודדת ואינה מספקת שום דרך לאדמה, חליפת חלל או רובר יכולים לבנות מטען טריבואלקטרי אדיר שעוצמתו עדיין אינה ידועה. וכאשר האסטרונאוט או הרכב חוזרים לבסיס ונוגעים מתכת-ZAP! האורות בבסיס עשויים לכבות, או גרוע מכך.
לנדיס ועמיתיו בנאס"א גלן הבחינו לראשונה בבעיה זו בסוף שנות התשעים לפני השקת מאדים Pathfinder. "כשהרצנו גלגל אב-טיפוס של הכביש הסובורנר על אבק מרטיאן מדומה באווירה של מאדים, מצאנו שהוא טעון במאות וולט," הוא נזכר.
התגלית הזו כל כך הדאיגה את המדענים, עד כי הם שינו את תכנון הרובר של Pathfinder, והוסיפו מחטים באורך של כחצי סנטימטר, עשויים אולטרה-אטין (קוטר 0.0001 אינץ ') שחוט טונגסטן מחודד לנקודה, בבסיס האנטנות. המחטים יאפשרו לכל מטען חשמלי שנבנה על הכוכב לדמם לאווירה של מאדים דקים, "כמו מוט ברק זעיר הפועל לאחור", מסביר קרלוס קייל, מדען מוביל במעבדת האלקטרוסטטיקה ופיזיקת השטח של נאס"א במרכז החלל קנדי. , פלורידה. מחטי מגן דומים הותקנו גם על חובבי הרוח וההזדמנות.
על הירח, "אסטרונאוטים של אפולו מעולם לא דיווחו על כך שהם הושפעו מהפרשות אלקטרוסטטיות", מציין קאל. "עם זאת, משימות ירח עתידיות המשתמשות בציוד חפירה גדול בכדי להזיז הרבה לכלוך יבש ואבק עלולות לייצר שדות אלקטרוסטטיים. מכיוון שאין אוירה על הירח, השדות יכולים להתעצם למדי. בסופו של דבר הפרשות עלולות להתרחש בוואקום. "
"על מאדים," הוא ממשיך, "פריקות יכולות להתרחש ללא יותר מכמה מאות וולט. סביר להניח כי אלה ייקחו צורה של זוהר כלילי ולא ברגי ברק. ככאלה, יתכן שהם אינם מסכני חיים עבור האסטרונאוטים, אך הם עלולים להזיק לציוד אלקטרוני. "
אז מה הפיתרון לבעיה הזו?
כאן בכדור הארץ, זה פשוט: אנו ממזערים את הפריקה הסטטית על ידי מערכות חשמל הארקה. הארקתם פירושה פשוטו כמשמעו לחבר אותם למוטות נחושת מכות אדמה עמוק באדמה. מוטות קרקע עובדים היטב ברוב המקומות בכדור הארץ מכיוון שמעט מטרים עמוק האדמה לחה, ולכן הוא מוליך טוב. כדור הארץ עצמו מספק "ים של אלקטרונים", המנטרל את כל מה שקשור אליו, מסביר Calle.
עם זאת אין לחות באדמת הירח או מאדים. אפילו הקרח האמין שחלחל אדמת מאדים לא יועיל, שכן "מים קפואים הם לא מוליך טוב להחריד", אומר לנדיס. אז מוטות קרקע אינם יעילים בהקמת "קרקע משותפת" ניטרלית למושבה ירחית או מאדים.
במאדים, הקרקע הטובה ביותר עשויה להיות, באופן אירוני, האוויר. מקור רדיואקטיבי זעיר "כמו זה ששימש בגלאי עשן" יכול להיות מחובר לכל חלל ולבית הגידול, מציע לנדיס. חלקיקי אלפא בעלי אנרגיה נמוכה יעופו לאטמוספרה הנדירה, פוגעים במולקולות ומייננים אותם (מסירים אלקטרונים). לפיכך, האווירה שמסביב לבית הגידול או האסטרונאוט הייתה הופכת להיות מוליכה ומנטרלת כל מטען עודף.
השגת קרקע משותפת על הירח תהיה קשה יותר, שם אין אפילו אווירה נדירה שתעזור לדמם את המטען. במקום זאת, ניתן לספק קרקע משותפת על ידי קבורת דף נייר כסף ענק או רשת של חוטים עדינים, עשוי עשוי אלומיניום (שהוא מוליך מאוד וניתן לחלץ אותו מאדמת ירח), מתחת לכל שטח העבודה. ואז כל קירות בית הגידול והמתקנים היו מחוברים חשמלית לאלומיניום.
המחקר עדיין ראשוני. אז רעיונות שונים בין הפיזיקאים המחפשים, ובכן, איזושהי בסיס משותף.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של נאס"א
