在与外界表面隔离的火星尘埃模拟物中火花放电的探测
地球与行星天体物理
2020-12-23 v3 天体物理仪器与方法
地球物理
摘要
自 Viking 着陆器时代以来，众多实验室实验报道火星类比尘埃颗粒之间的摩擦相互作用可催化静电过程（即摩擦起电）。此类发现被引用来表明火星尘暴和沙尘暴可能维持闪电风暴、辉光放电及其他复杂静电现象。然而，在许多情况下（如果不是大多数），这些实验允许火星尘埃模拟颗粒接触外来表面（例如环境舱壁或其他化学上不同的颗粒）。一些作者指出，此类相互作用可能产生不代表火星表面附近过程的电荷。在这项工作中，我们在模拟火星环境下，实验表征了火星尘埃模拟物由孤立颗粒-颗粒碰撞和颗粒-壁碰撞引起的摩擦起电。我们首次报道了在仅由天然玄武岩组成且与人造表面隔离的流中，于火星表面条件下直接探测到火花放电。流化颗粒所获得的电荷密度约为 10^-6 Cm^-2（超过了近表面火星环境的理论最大电荷密度）。此外，我们证明模拟颗粒与实验壁的相互作用可调节火花放电的极性。我们的工作支持这样一种观点：小规模火花放电可能确实存在于火星颗粒流中，并可能在性质上类似于地球火山喷口中的小规模放电。
引用
@article{arxiv.2006.01978,
title = {Detection of spark discharges in an agitated Mars dust simulant isolated from foreign surfaces},
author = {Joshua Méndez Harper and Josef Dufek and George McDonald},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.01978},
year = {2020}
}