تشير دراسة حاسوبية حديثة إلى أن شياطين الغبار على المريخ، وهي أعمدة دوامية ضخمة من الغبار والهواء، قد تحمل شحنات كهربائية قوية للغاية. هذه الشحنات قد تولد تفريغات تشبه البرق، مما يثير مخاوف كبيرة على البعثات السطحية للمريخ بسبب التصاق الغبار المشحون بمعدات المركبات الجوالة.
توصلت دراسة جديدة للنمذجة الحاسوبية، بقيادة الباحث فارون شيل، إلى أن الغلاف الجوي الجاف للمريخ وتصادمات الغبار الاحتكاكية داخل الدوامات يمكن أن تولد حقولًا كهربائية قوية. هذه الحقول قد تنمو لدرجة كافية لإحداث تفريغات قصيرة تشبه البرق، في ظاهرة غير متوقعة على الكوكب الأحمر.
تُشكل هذه الكهرباء مصدر قلق بالغ للبعثات السطحية المستقبلية على المريخ. يمكن للغبار المشحون أن يلتصق بسهولة بعجلات المركبات الجوالة، ويُغطي الألواح الشمسية، ويُعيق الهوائيات، مما قد يؤثر على قدرة المركبات على توليد الطاقة والتواصل مع الأرض.
شياطين الغبار المريخية: صواعق خفية تهدد الاستكشاف
تتكون شياطين الغبار المريخية عندما تُسخن الشمس سطح الكوكب، مما يُسبب ارتفاع الهواء الدافئ ودورانه في دوامات هوائية عنيفة. يندفع الهواء البارد من الجوانب إلى الداخل، مما يوسع العمود الصاعد ويدفع الغبار عاليًا نحو السماء، لتتشكل أعمدة هائلة من الغبار المتحرك.
تتميز شياطين الغبار على المريخ بقدرتها على الارتفاع إلى مستويات أعلى بكثير من نظيراتها على الأرض، إذ يمكن أن تكون أكبر بثلاث مرات. يعود ذلك إلى جاذبية المريخ الأقل وغلافه الجوي الأرق، مما يسمح للغبار بالاندفاع إلى ارتفاعات شاهقة داخل هذه الدوامات.
رصدت مهمة فايكنج التابعة لوكالة ناسا عواصف الغبار المريخية لأول مرة، وفي وقت لاحق، التقطت مركبات جوالة مثل كيوريوسيتي وبيرسفيرانس صورًا لهذه الزوابع وهي تجتاح السهول. بينما يمكن لهذه الزوابع أحيانًا تنظيف الألواح الشمسية كما حدث مع مركبة سبيريت عام 2005، إلا أنها غالبًا ما تُثير غبارًا ناعمًا يُمكن أن يُغطي الأجهزة ويُشكل تحديًا كبيرًا للمهمات.
كيف تتشكل شياطين الغبار الكهربائية على المريخ؟
تكتسب حبيبات الغبار داخل دوامات المريخ شحناتها الكهربائية من خلال التصادمات المتكررة بينها، في ظاهرة تُعرف بالتأثير الاحتكاكي الكهربائي. تتوقع نماذج شيل أن هذا الفصل في الشحنات يمكن أن يُنشئ مجالات كهربائية قوية للغاية داخل دوامة الغبار، لتتجاوز عتبة انهيار الغلاف الجوي للمريخ البالغة حوالي 25 كيلو فولت/متر.
يمكن لهذه المجالات الكهربائية القوية أن تكون كافية لإشعال تفريغات تشبه البرق داخل الدوامة نفسها. وقد سجلت مركبة “بيرسفيرانس” التابعة لوكالة ناسا ما بدا أنه تفريغ كهربائي احتكاكي صغير عندما مرت دوامة غبار فوقها، مما يدعم هذه الفرضيات العلمية.
مخاطر الكهرباء الساكنة على مهام المريخ المستقبلية
حتى في غياب البرق الواضح، يُشكل تراكم الشحنات الساكنة مشكلة خطيرة لمركبات الاستكشاف. يوضح عالم الكواكب يوآف يائير أن “الغبار المُكهرب سيلتصق بالأسطح الموصلة للكهرباء”، مثل عجلات المركبات الجوالة، وألواحها الشمسية، وهوائيات الاتصال.
يؤدي هذا الالتصاق بالغبار إلى نتائج سلبية متعددة، منها تقليل وصول ضوء الشمس إلى الألواح الشمسية، وبالتالي التأثير على قدرة المركبة على توليد الطاقة اللازمة. كما يمكن أن يُعطّل هذا الغبار المشحون أنظمة الاتصالات، مما يعرض استمرارية البعثات للخطر.
تتطلب هذه الظاهرة المناخية المريخية غير الاعتيادية من المهندسين تطوير ميزات أو إجراءات تصميمية جديدة للمركبات الجوالة. يجب أن تكون المركبات المستقبلية مجهزة للتعامل بفعالية مع الغبار المشحون، لضمان استدامتها وكفاءة عملها في بيئة المريخ القاسية.