Пыль на Марсе ведёт себя как оружие: учёные раскрыли скрытый механизм опасности

Марсианские пылевые бури давно считаются одной из главных угроз для техники на Красной планете, но теперь ученые смогли заглянуть глубже в сам механизм этой опасности. Российские исследователи впервые экспериментально изучили, как невидимые электрические разряды в пыли могут влиять на работу сложных устройств. Оказалось, что даже электрические искры в пыли способны создавать серьезные риски. Об этом сообщает издание «Известия».

Невидимая угроза марсианской пыли

Речь идет о статическом электричестве, возникающем при столкновении частиц пыли и песка в сухой и разреженной атмосфере Марса. Во время пылевых бурь эти частицы активно обмениваются электрическими зарядами, что приводит к появлению микроскопических разрядов. Они сопровождаются электромагнитным излучением, которое можно регистрировать как радиосигналы.

Подобные эффекты долгое время существовали лишь в виде гипотез. Однако именно они могут стать причиной сбоев в работе электроники марсоходов, посадочных модулей и будущих стационарных станций. В перспективе это напрямую затрагивает вопрос безопасности пилотируемых миссий и возможных колоний.

Как «услышать» марсианские разряды

Методику, позволяющую регистрировать и интерпретировать такие сигналы, разработали ученые Института космических исследований РАН и Московского физико-технического института. Как рассказали в Минобрнауки РФ, речь идет о подходе, который позволяет буквально «слушать» электромагнитные импульсы, возникающие в пылевой среде.

Сотрудник кафедры космической физики МФТИ Мохамад Абделаал пояснил, что ключевой задачей было научиться по характеру радиосигнала определять свойства частиц и условия, при которых возник разряд.

«Длительное время в научном сообществе лишь предполагали наличие этого эффекта, но не имели инструментов для его изучения и, что важнее, интерпретации. Целью наших исследований было научиться по характеру радиосигнала определять свойства частиц, которые вызывают разряд, и условия, в которых он произошел», — рассказал он.

Лаборатория, вакуум и «земной Марс»

Исследование проходило в три этапа. Сначала ученые создали миниатюрную песчаную бурю в лаборатории, поместив частицы песка в камеру с вихревым потоком воздуха. Специальная спиральная антенна фиксировала радиосигналы от микроразрядов. Эксперименты показали, что мелкие частицы размером до 40 микрометров создают частые и сложные сигналы, тогда как крупные песчинки вызывают редкие, но мощные одиночные импульсы.

На втором этапе условия приблизили к марсианским. Камеру поместили в вакуумную установку и заполнили углекислым газом при низком давлении. В качестве пыли использовали как природные земные пески, так и синтетические аналоги марсианского грунта с высоким содержанием оксидов железа. Выяснилось, что состав частиц напрямую влияет на характер разрядов: базальтовая пыль быстрее рассеивает заряд и создает более слабые, но устойчивые электромагнитные сигналы.

Проверка в реальных условиях

Третий этап был посвящен проверке лабораторных данных в природной среде. Для этого исследователи отправились в степи Калмыкии — регион с засушливым климатом и песчаными ландшафтами, которые считаются земным аналогом Марса. Там приборы одновременно регистрировали электромагнитные сигналы и параметры окружающей среды, включая ветер, влажность и солнечную радиацию. Полевые измерения подтвердили выводы, сделанные в лаборатории.

По словам ученых, в марсианской атмосфере электрический пробой происходит при гораздо меньшем напряжении, чем на Земле. Это означает, что искры на Красной планете возникают легче и чаще, чем считалось ранее.

Почему это важно для будущих миссий

Созданная методика позволяет использовать одно и то же оборудование как в лаборатории, так и в реальных условиях. Установка подобных электромагнитных анализаторов на будущие марсоходы или станции даст возможность в реальном времени отслеживать динамику пылевых бурь, распределение частиц по размерам и даже получать данные о геологии поверхности Марса.

Старший научный сотрудник ГЕОХИ РАН Сергей Воропаев отметил, что подобные явления представляют серьезную угрозу не только на Марсе.

«Пыль присутствует на всех планетах земной группы, и электростатическое налипание и разряды представляют серьезную проблему для работающих механизмов и электроники», — сообщил старший научный сотрудник лаборатории геохимии углерода им. Э. М. Галимова ГЕОХИ РАН Сергей Воропаев.

Понимание природы марсианских разрядов становится не просто научным интересом, а важным шагом к защите техники и людей в будущих межпланетных миссиях.