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NASA研究新发现 火星上可见「圣艾尔摩之火」

京港台:2022-2-8 23:39| 来源:Newtalk | 我来说几句


NASA研究新发现 火星上可见「圣艾尔摩之火」

来源:倍可亲(backchina.com)

  美国航空太空总署(NASA)戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)近期研究发现,直升机在火星上飞行的时候,旋转的螺旋桨足以让周围的空气发出蓝光,原理就如同地球上看到的「圣艾尔摩之火」。

  着名的美国科学家与政治家,长年投身于电学研究的富兰克林,是第一个观察并确认圣艾尔摩之火真相的科学家,他在 1749 年时就已提出圣艾尔摩之火的本质不是神蹟或是火焰,而是电。

  圣艾尔摩之火的成因是一种电晕放电(corona discharge)现象,是由于週遭环境非常大的电位差(大雷雨中很常见),超越空气的击穿电压(约每公尺 3 百万伏特),使空气成为了导体,并在导电的过程中放出强光。虽然名称中有「火」这个字,但其实一点都不热,而火星的大气密度只有地球海平面大气水平的 1 %,在这份研究之前,人们认为这样的现象在火星上不可能发生。

  这份研究说,当螺旋桨旋转的时候,会撞上火星大气中的尘埃粒子,特别是直升机靠近地面的时候,地面的尘埃更多地被搅动飞舞在空中。螺旋桨会因此而摩擦起电,就像人们拿一个气球与头发摩擦会起电的道理一样,会使得周围的空气开始导电。这个过程叫做「大气分解」(atmospheric breakdown)。

  这份研究计算显示,在地球环境下需要每米 300 万伏特的电场才能触发「电子崩泻」(electron avalanche)使「大气分解」,而在火星环境下,只需要每米 3 万伏特,因为火星大气比较稀薄,里面的游离电子撞上下一个二氧化碳的路程较长、允许它加速的距离较大,导致撞上的速度也较快,一旦感应到螺旋桨的电场,也会产生加速运动撞向大气中的二氧化碳分子。在冲击的过程中,二氧化碳分子的电子也会受到冲击而脱离二氧化碳分子,也成为游离电子,从而使得空气中的游离电子不断增多,因此称作「电子崩泻」。

  主要研究者之一 NASA 戈达德太空飞行中心的研究人员威廉·法瑞尔(William Farrell)说:「直升机已经在火星上完成了多次飞行任务,但是并不在火星的夜间飞行,因此还未有机会观察到,未来的无人机会安排在夜间飞行,也许就会看到这种景象。」

 

 

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