Potenti eruzioni solari potrebbero caricare elettricamente le aree della luna marziana Phobos a centinaia di volt, presentando un ambiente elettrico complesso che potrebbe influenzare l'elettronica sensibile trasportata dai futuri esploratori robotici, secondo un nuovo studio della NASA. Lo studio ha anche preso in considerazione le cariche elettriche che potrebbero svilupparsi mentre gli astronauti transitano sulla superficie in potenziali missioni umane su Phobos.

Phobos è stato considerato una possibile base iniziale per l'esplorazione umana di Marte perché la sua debole gravità rende più facile l'atterraggio di veicoli spaziali, astronauti e rifornimenti. L'idea sarebbe quella di fare in modo che gli astronauti controllino i robot sulla superficie marziana dalle lune di Marte, senza il notevole ritardo di tempo affrontato dagli operatori terrestri. "Abbiamo scoperto che gli astronauti o i rover potrebbero accumulare cariche elettriche significative quando attraversano il lato notturno di Phobos - il lato rivolto verso Marte durante il giorno marziano, ", ha affermato William Farrell del Goddard Space Flight Center della NASA, Cintura verde, Maryland. "Anche se non ci aspettiamo che queste cariche siano abbastanza grandi da ferire un astronauta, sono potenzialmente abbastanza grandi da influenzare le apparecchiature sensibili, quindi avremmo bisogno di progettare tute spaziali e attrezzature che minimizzino qualsiasi rischio di ricarica." Farrell è l'autore principale di un articolo su questa ricerca pubblicato online il 3 ottobre in Progressi nella ricerca spaziale .

Marte ha due piccole lune, Fobos e Deimos. Sebbene questo studio si sia concentrato su Phobos, condizioni simili sono previste a Deimos, poiché entrambe le lune non hanno atmosfera e sono direttamente esposte al vento solare - un flusso di gas elettricamente conduttore, chiamato plasma, che soffia costantemente dalla superficie del Sole nello spazio a circa un milione di miglia all'ora.

Il vento solare è responsabile di questi effetti di carica. Quando il vento solare colpisce il lato diurno di Phobos, il plasma viene assorbito dalla superficie. Questo crea un vuoto sul lato notturno di Phobos che impedisce al flusso di plasma di entrare direttamente. Però, la composizione del vento - fatta di due tipi di particelle caricate elettricamente, vale a dire ioni ed elettroni - influenza il flusso. Gli elettroni sono oltre mille volte più leggeri degli ioni. "Gli elettroni si comportano come aerei da combattimento - sono in grado di girare rapidamente intorno a un ostacolo - e gli ioni sono come grandi, bombardieri pesanti:cambiano direzione lentamente, " ha detto Farrell. "Ciò significa che gli elettroni leggeri spingono davanti agli ioni pesanti e il campo elettrico risultante costringe gli ioni nel vuoto di plasma dietro Phobos, secondo i nostri modelli."

Lo studio mostra che questo vuoto di plasma dietro Phobos può creare una situazione in cui astronauti e rover accumulano cariche elettriche significative. Per esempio, se gli astronauti dovessero camminare sulla superficie del lato notturno, l'attrito potrebbe trasferire la carica dalla polvere e dalla roccia sulla superficie alle loro tute spaziali. Questa polvere e questa roccia sono un pessimo conduttore di elettricità, quindi la carica non può tornare facilmente in superficie e la carica inizia ad accumularsi sulle tute spaziali. Dal lato del giorno, il vento solare elettricamente conduttore e la radiazione solare ultravioletta possono rimuovere la carica in eccesso sulla tuta. Ma, dalla parte della notte, le densità di ioni ed elettroni nel vuoto di plasma finale sono così basse che non possono compensare o "dissipare" l'accumulo di carica. I calcoli del team hanno rivelato che questa carica statica può raggiungere i diecimila volt in alcuni materiali, come le tute in teflon utilizzate nelle missioni lunari Apollo. Se l'astronauta tocca qualcosa di conduttivo, come un pezzo di equipaggiamento, questo potrebbe liberare la carica, forse simile alla scarica che si ottiene quando si trascina su un tappeto e si tocca la maniglia di una porta di metallo.

Il team ha modellato il flusso del vento solare intorno a Phobos e ha calcolato l'accumulo di carica sul lato notturno, così come nelle regioni ostruite in ombra, come il cratere Stickney, il più grande cratere di Phobos. "Abbiamo scoperto che la carica in eccesso si accumula in queste regioni durante tutte le condizioni di vento solare, ma l'effetto di carica era particolarmente grave sulla scia di eruzioni solari come espulsioni di massa coronale, che sono densi, raffiche veloci di vento solare, " ha detto Farrell.

Questo studio è stato il seguito di studi precedenti che hanno rivelato gli effetti di carica del vento solare nei crateri in ombra sulla Luna terrestre e sugli asteroidi vicini alla Terra. Alcune condizioni su Phobos sono diverse da quelle degli studi precedenti. Per esempio, Phobos viene immerso nel plasma che scorre dietro Marte perché orbita intorno a Marte molto più vicino di quanto la Luna orbita intorno alla Terra. Anche il flusso di plasma dietro l'orbita di Marte è stato modellato.