Statická elektřina - nová můra kosmonautů

Všichni jste to zažili. Chodíte si takhle doma v levných ponožkách ze supermarketu po koberci. V místnosti je kvůli panelům minimální vlhkost, a jak si to tak došoupete ke dveřím a chytnete se za kovovou kliku, dostanete ránu jako z děla. Ano. To je statická elektřina, kterou jste již v této anebo jakékoliv jiné formě určitě zažili. Podobný problém však podle vědců z NASA čeká i astronauty na Měsíci anebo na Marsu. Avšak s tím rozdílem, že jeden takový statický výboj může elektroniku celé základny položit do kolen.

Zmíněnému efektu se říká triboelektrický jev. Je to přesně to, co někteří ještě známe ze školy. Tření ebonitovou tyčí o liščí ohon. Dáme-li dohromady dva materiály s vhodně protichůdnými vlastnostmi, jejich vzájemný dotyk a tření umožní přesun elektronů z povrchu jednoho z nich na druhý. Dokud potom takový předmět neuzemníme, ponese si sebou přebytek elektronů, protože ty nemají kam jinam odtéct.

Triboelektrický jev
V našich pozemských podmínkách se s triboelektrickým jevem setkáme nejlépe za situace, kdy má vzduch velmi malou vlhkost. To se v našich zeměpisných šířkách stává snad jen v některých dnech v zimě. Běžně však jevy spojené se statickou elektřinou můžeme pozorovat v panelových domech, kde bývá také vlhkost vzduchu velmi nízká. Vlhký vzduch totiž působí tak trochu jako vodič a postupem času tělo o přebytek elektronů připravuje. Prostředí na Marsu anebo Měsíci je však extrémem. Podmínky pro triboelektrický jev jsou ideální. Půda je mnohonásobně sušší než písek na pozemských pouštích. Takový povrch se tak stává ideálním izolátorem. Připočteme-li k tomu astronautův oblek složený z materiálů, které mají naprosto ideální vlastnosti k přenášení elektronů jedním směrem, pak jsme u nebezpečného tématu kosmonautiky.

Tisíce voltů v člověku
Tělo astronauta se lehce stává sběračem migrujících elektronů. Přičemž takové tělo dokáže nasbírat záporné náboje na výboj až o 20 tisících voltech! Elektrony nemají kam utéct, a tak musejí počkat na okamžik, kdy se všechny naráz vybijí o konstrukci základny. To však může znamenat konec pro mnoho elektronických přístrojů.

Prostředí na Marsu je podle Carlose Calleho, vedoucího pracovníka Laboratoře elektrostatiky a fyziky povrchů v Kennedyho vesmírném centru na Floridě, schopné nabít tělo astronauta na stovky voltů. Navíc předpokládá, že výboje budou mít zřejmě koronární charakter. To prý nemusí být pro život nebezpečné, ale pro přístroje by takový výboj byl kritický. Naopak na Měsíci se kvůli absenci atmosféry dají očekávat mnohem větší výboje.

Jednoduché řešení není
Řešení tohoto problému se teprve hledá. Zatímco na Zemi takový problém řešíme uzemněním, na Marsu ani Měsíci to možné není. Půda nedosahuje dostatečné vlhkosti pro to, aby byla vodivá. Zřejmě ani ve velkých hloubkách. Led v marsovských čepičkách také není zrovna excelentní vodič.

Jedním z možných řešení pro astronauty na Marsu by však mohla být nezvyklá anténka - zdroj alfa záření. Ionizované záření by se z tohoto emitoru upevněného na kosmonautovi setkávalo s řídkou atmosférou a molekuly atmosféry by ionizovalo. Atmosféra kolem astronauta by se tak stala vodivou a umožnila by uvolnění elektronů z povrchu. Uzemnění by tak probíhalo paradoxně do atmosféry. Řešení pro případ základen na Měsíci je však kvůli absenci atmosféry v nedohlednu.

Více na serveru Svět vědy.