NASA의 화성 탐사로버 '퍼서비어런스'가, 화성의 모래폭풍과 돌풍 속에서 '탁'하는 방전음과 소규모 전기 충격을 기록했는데, 이를 통해 오랜 기간 논의되던 '화성 대기 중 방전 현상이 존재하는가'라는 논의가 마무리돼, 화성 대기과학의 이해와 거주 가능성에도 영향을 줄 가능성이 있다.
목성과 토성에서는 번개가 오래전부터 관측되었고, 화성에도 번개가 존재하는 것이 아닐까 오래전부터 생각하고 있었다. 그러나, 화성의 대기는 매우 희박하고 지구와 같은 대규모 번개로 성장하기 어려워 직접 관측할 수 없었다는.
과학자들은 기존에, 화성 모래 연기의 선풍은 안에서 소용돌이치며 서로 스치며 미세한 입자에 의해 마찰이 생기고, '마찰대전'에 의해 전기를 발생시킬 정도의 전하가 생긴다고 이론을 세웠었고, 모래나 눈 입자로 마찰 대전이 발생하는 것 자체는, 지구 사막 지역에서도 잘 기록되어 있지만, 실제로 방전에 이르는 경우는 드물다고 한다.
NASA 제트추진연구소(JPL) 연구팀은, 퍼서비어런스에 탑재된 관측장치 '슈퍼캠'에 비치된 마이크로폰과 전자기계를 통해, 모래폭풍이나 더스트데블(티끌의 선풍)이 통과했을 때의 음성과 전자 데이터를 기록.
다음은 JPL이 공개한 퍼서비어런스의 음성 데이터로, 바람 소리에 섞여 '바삭바삭' 방전음이 반복적으로 들려오는 것을 알 수 있다.
연구에서는, 약 2년간의 미션 중에 55건의 방전 이벤트가 확인되었으며, 그 중 16건은 더스트 데블이 관측 장치 위를 통과했을 때 기록된 것. 방전의 지속시간이나 발생조건은, 사건별로 달라 공기 중의 '정전적 방전'에 기인한다고 생각되는 것이나, 티끌의 난류가 심하게 상승하는 것이 열쇠가 되고 있다고 생각되는 것이 있다.
퍼서비어런스 과학팀의 멤버는 "화성에서는 대기가 얇기 때문에, 마찰대전이 훨씬 일어나기 쉬워지고 있습니다. 불꽃을 발생시키는 데 필요한 전하량도 지구 지표 부근의 대기에서 필요한 양보다 훨씬 적습니다"라고 설명하고 있다.
방전 증거가 기록된 것은, 화성에 대한 이해를 극적으로 바꾸는 발견이라고 NASA는 말하고, 방전이 존재함으로써 화성의 대기는 과학 반응을 활성화시키기에 충분한 전하를 띠기 때문에, 강력한 산화 화합물 생성으로 이어질 수 있다. 이러한 물질은, 지표의 유기 분자를 효율적으로 파괴하고 대기 중의 화합물을 분해하기 때문에, 화성 대기 전체의 과학 균형을 변화시키고 있다고 생각되어진다.
이러한 과학 반응은, 「화성의 메탄이 급속히 소실되었다」라고 하는 과거의 불가해한 관측을 설명할 수 있을 가능성이 있고, 나아가 화성을 인류가 거주 가능한 땅으로 만든다는 테라포밍의 가능성을 이해하기 위한 중요한 단서가 된다.
또, 방전은 기기의 정전 장해나 전자계의 오작동을 초래하는 리스크를 낳기 때문에, 장래의 로버나 유인 미션의 설계, 기계나 전자 기기에 대전된 전기를 지면에 놓치는 「그라운딩(설치)」시스템의 구축에도 영향을 준다. 연구자들은 "화성 대기에서는 방전이 일어나기 쉬운 것으로 확인되었기 때문에, 지구와는 다른 조건 하에서의 전기 현상을 가정할 필요가 있습니다"라고 말한다.
