De puissantes éruptions solaires pourraient charger électriquement des zones de la lune martienne Phobos à des centaines de volts, présentant un environnement électrique complexe pouvant éventuellement affecter l'électronique sensible portée par les futurs explorateurs robotiques, selon une nouvelle étude de la NASA. L'étude a également pris en compte les charges électriques qui pourraient se développer lorsque les astronautes transitent à la surface lors de missions humaines potentielles vers Phobos.

Phobos a été considéré comme une base initiale possible pour l'exploration humaine de Mars car sa faible gravité facilite l'atterrissage des engins spatiaux, astronautes et fournitures. L'idée serait que les astronautes contrôlent des robots sur la surface martienne depuis les lunes de Mars, sans le retard considérable auquel sont confrontés les opérateurs terrestres. "Nous avons découvert que les astronautes ou les rovers pouvaient accumuler des charges électriques importantes lorsqu'ils traversaient le côté nocturne de Phobos - le côté faisant face à Mars pendant le jour martien, " a déclaré William Farrell du Goddard Space Flight Center de la NASA, Ceinture verte, Maryland. "Bien que nous ne nous attendions pas à ce que ces charges soient suffisamment importantes pour blesser un astronaute, ils sont potentiellement suffisamment importants pour affecter des équipements sensibles, nous aurions donc besoin de concevoir des combinaisons spatiales et des équipements qui minimisent tout risque de charge. » Farrell est l'auteur principal d'un article sur cette recherche publié en ligne le 3 octobre dans Avancées de la recherche spatiale .

Mars a deux petites lunes, Phobos et Déimos. Bien que cette étude se soit concentrée sur Phobos, des conditions similaires sont attendues à Deimos, puisque les deux lunes n'ont pas d'atmosphère et sont directement exposées au vent solaire - un flux de gaz électriquement conducteur, appelé plasma, qui souffle constamment de la surface du Soleil dans l'espace à environ un million de miles par heure.

Le vent solaire est responsable de ces effets de charge. Quand le vent solaire frappe le côté diurne de Phobos, le plasma est absorbé par la surface. Cela crée un vide du côté nuit de Phobos que le flux de plasma est empêché d'entrer directement. Cependant, la composition du vent - constitué de deux types de particules chargées électriquement, à savoir les ions et les électrons - affecte le flux. Les électrons sont mille fois plus légers que les ions. "Les électrons agissent comme des avions de chasse - ils sont capables de tourner rapidement autour d'un obstacle - et les ions sont comme gros, bombardiers lourds - ils changent de direction lentement, " a déclaré Farrell. " Cela signifie que les électrons légers poussent devant les ions lourds et que le champ électrique résultant force les ions dans le vide de plasma derrière Phobos, selon nos modèles."

L'étude montre que ce vide de plasma derrière Phobos peut créer une situation où les astronautes et les rovers accumulent des charges électriques importantes. Par exemple, si les astronautes devaient traverser la surface du côté nuit, la friction pourrait transférer la charge de la poussière et de la roche à la surface à leurs combinaisons spatiales. Cette poussière et cette roche sont un très mauvais conducteur d'électricité, la charge ne peut donc pas retourner facilement à la surface et la charge commence à s'accumuler sur les combinaisons spatiales. Côté jour, le vent solaire électriquement conducteur et le rayonnement ultraviolet solaire peuvent éliminer l'excès de charge sur la combinaison. Mais, du côté de la nuit, les densités d'ions et d'électrons dans le vide de plasma arrière sont si faibles qu'elles ne peuvent pas compenser ou « dissiper » l'accumulation de charge. Les calculs de l'équipe ont révélé que cette charge statique peut atteindre dix mille volts dans certains matériaux, comme les combinaisons en téflon utilisées dans les missions lunaires Apollo. Si l'astronaute touche ensuite quelque chose de conducteur, comme une pièce d'équipement, cela pourrait libérer la charge, peut-être similaire à la décharge que vous obtenez lorsque vous vous promenez sur un tapis et touchez une poignée de porte en métal.

L'équipe a modélisé le flux du vent solaire autour de Phobos et calculé l'accumulation de charge du côté nuit, ainsi que dans les régions obstruées dans l'ombre, comme le cratère Stickney, le plus grand cratère de Phobos. "Nous avons constaté que la charge excessive s'accumule dans ces régions pendant toutes les conditions de vent solaire, mais l'effet de charge était particulièrement grave à la suite d'éruptions solaires comme les éjections de masse coronale, qui sont denses, rafales rapides de vent solaire, " dit Farrell.

Cette étude faisait suite à des études antérieures qui avaient révélé les effets de charge du vent solaire dans les cratères ombragés de la Lune et des astéroïdes proches de la Terre. Certaines conditions sur Phobos sont différentes de celles des études précédentes. Par exemple, Phobos est immergé dans le plasma qui s'écoule derrière Mars car il est en orbite autour de Mars beaucoup plus près que la Lune ne tourne autour de la Terre. Le flux de plasma derrière l'orbite de Mars a également été modélisé.