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Fuochi di Sant’Elmo in versione marziana

Sono lampi blu di breve durata che si mostrano in prossimità di un temporale in cima agli alberi maestri delle navi o alle antenne: si tratta dei cosiddetti ‘fuochi di Sant’Elmo’, un fenomeno che attesta la presenza di elettricità nell’atmosfera terrestre. Qualcosa del genere potrebbe verificarsi anche nella rarefatta atmosfera di Marte come conseguenza dei movimenti delle pale di futuri velivoli; ad affermarlo è uno studio coordinato dal Centro Goddard della Nasa e pubblicato su Planetary Science Journal (articolo: “Will the Mars Helicopter Induce Local Martian Atmospheric Breakdown?”).

I futuri velivoli, che saranno i ‘nipotini’ dell’attuale elicottero sperimentale Ingenuity, potrebbero scatenare con il movimento vorticoso delle loro pale delle lievi correnti elettriche da cui potrebbe derivare una luminescenza analoga a quella dei fuochi di Sant’Elmo. Il fenomeno sarebbe più visibile dal crepuscolo in poi: in questa fascia oraria Ingenuity non vola, ma i suoi successori potrebbero essere attrezzati per farlo e quindi verificare la correttezza di quanto teorizzato dagli studiosi.

La corrente generata dalle pale dei velivoli dovrebbe essere di lieve entità e quindi non dovrebbe costituire una minaccia per tali apparecchi o per l’ambiente di Marte; tuttavia, questo fenomeno potrebbe schiudere nuove opportunità di ricerca per comprendere un particolare tipo di accumulo di elettricità definito ‘carica triboelettrica’.

Questo tipo di carica si verifica quando una frizione trasferisce elettricità tra gli oggetti: ad esempio, se una persona strofina un palloncino sui propri capelli, l’oggetto – elettrificato – attirerà i capelli facendoli sollevare verso di sé. Il fenomeno indica che il palloncino ha sviluppato un ampio campo elettrico dal processo di carica triboelettrica.

Il gruppo di lavoro ha quindi svolto simulazioni in laboratorio per studiare come tale carica potrebbe accumularsi sulle pale di un drone marziano; gli studiosi hanno utilizzato anche dati e modelli relativi alla carica degli elicotteri terrestri, visto che il fenomeno si presenta anche sulle loro pale soprattutto in ambienti polverosi.

La simulazione ha effettivamente evidenziato che mentre le pale del velivolo si muovono, si imbattono in minuscoli granelli di polvere nell’aria di Marte, soprattutto se il volo avviene in prossimità del suolo; quando le pale colpiscono i corpuscoli, la carica viene trasferita accumulandosi su di esse e creando un campo elettrico. Nel momento in cui la carica raggiunge livelli elevati, l’atmosfera inizia condurre elettricità – secondo un processo noto come ‘rottura atmosferica’; in questo modo viene creata una moltitudine di elettroni da cui si forma una corrente elettrica potenziata che agisce per dissipare o compensare l’accumulo di carica sull’aeromobile.

L’atmosfera marziana è estremamente sottile: all’altezza della superficie ha appena l’1% circa della pressione dell’atmosfera terrestre al livello del mare. Questa pressione molto bassa rende più probabile il fenomeno della ‘rottura’. Sebbene le correnti generate da un drone marziano siano piccole, potrebbero essere comunque sufficienti per far sì che l’aria intorno alle pale si carichi di elettroni e si illumini di blu.

Gli scienziati sono consapevoli che questi risultati sono teorici e che l’ambiente del Pianeta Rosso potrebbe riservare delle sorprese: dovranno aspettare la prossima generazione di velivoli marziani che potrebbe essere dotata di strumenti ad hoc per monitorare le cariche elettriche.

In alto: elaborazione artistica del fenomeno descritto nello studio Nasa (Crediti: Nasa/Jay Friedlander)

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