Questo processo si verifica naturalmente su scale molto più grandi sulla Terra attorno a aerei e navi, o durante le tempeste quando si forma quel fenomeno noto come fuoco di sant'Elmo.

"Il debole bagliore sarebbe più visibile durante le ore serali quando il cielo sullo sfondo è più scuro", ha affermato William Farrell del Goddard Space Flight Center della NASA, autore principale di un articolo pubblicato sul Planetary Science Journal . "L'elicottero sperimentale Ingenuity della NASA non vola in quelle ore ma i futuri droni potrebbero essere autorizzati al volo serale e cercare questo bagliore".

"Le correnti elettriche generate dai rotori sui droni sono troppo piccole per essere una minaccia per il veicolo o l'ambiente marziano ma offrono l'opportunità di fare ulteriore scienza per migliorare la nostra comprensione di un accumulo di carica elettrica chiamato carica triboelettrica", ha aggiunto Farrell.

L'effetto triboelettrico è un fenomeno che consiste nel trasferimento di cariche elettriche e quindi, nella generazione di una tensione, tra materiali diversi, di cui almeno uno isolante, quando vengono strofinati tra di loro. Lo possiamo sperimentare strofinando un palloncino contro i capelli o un maglione. Il palloncino elettrificato attirerà i capelli facendoli sollevare e attirandoli a sé, il che indica che il palloncino ha sviluppato un ampio campo elettrico dal processo di carica triboelettrica. In pratica, è l'attrito che trasferisce la carica elettrica tra gli oggetti.

La carica triboelettrica su Marte

Il team ha applicato misurazioni di laboratorio e ha utilizzato la modellazione al computer, utilizzando come base l'effetto triboelettrico osservato sugli elicotteri terrestri, per studiare come la carica elettrica potrebbe che accumularsi sulle pale del rotore di un drone marziano.

L'analisi ha dimostrato che mentre le pale del drone girano, si imbattono in minuscoli granelli di polvere nell'aria, specialmente quando l'elicottero è vicino alla superficie. Quando le lame colpiscono i grani, la carica viene trasferita, accumulandosi sulle lame e creando un campo elettrico. Quando la carica raggiunge livelli elevati, l'atmosfera inizia a condurre elettricità, un processo noto come "rottura atmosferica", creando una popolazione di elettroni che formano una corrente elettrica potenziata che agisce per dissipare o compensare l'accumulo di carica sull'aeromobile. 

La rottura inizia come una "valanga di elettroni" invisibile.
Gli elettroni sono particelle molto piccole con carica elettrica negativa. La carica fa sì che gli elettroni rispondano ai campi elettrici: vengono attratti da un campo generato da carica positiva e respinti da un campo generato da carica negativa. Gli elettroni liberi, cioè quelli non legati a un atomo, in un materiale elettricamente conduttivo come un filo di rame sono responsabili del flusso di corrente elettrica. Anche le atmosfere possono avere elettroni liberi e i pochi elettroni liberi nell'aria marziana sentono la forza del campo elettrico dall'aeromobile. Schiantandosi contro le molecole di anidride carbonica (CO2) atmosferica, liberano altri elettroni amplificando la corrente.

L'atmosfera marziana è estremamente sottile, in superficie appena circa l'un per cento della pressione dell'atmosfera terrestre al livello del mare. Questa pressione molto bassa rende più probabile l'effetto valanga (o breakdown). Infatti, le molecole più distanziate (rarefatte) rispetto a quelle nell'atmosfera terrestre, creano un percorso più libero e con meno ostacoli (meno resistenza) per gli elettroni che possono accelerare e raggiungere le velocità necessarie per dare il via alla valanga, entro un valore relativamente basso di campo elettrico di circa 30.000 Volt per metro. Sulla Terra, lo stesso processo, nell'atmosfera più densa, richiede campi elettrici molto più grandi, circa 3.000.000 di Volt per metro. 

Per cui, anche se le correnti generate da un drone che vola nell'atmosfera marziana sono piccole, potrebbero essere abbastanza grandi da far sì che l'aria attorno alle pale e ad altre parti del veicolo inizi la valanga di elettroni e accenda l'aria per ionizzazione di un colore blu-viola. Almeno questa è la teoria.

Tutto da verificare

Farrel ha sottolineato "dovrebbe esserci qualche effetto, ma se la valanga di elettroni è abbastanza forte da creare un bagliore e se è osservabile un debole bagliore durante le operazioni, tutto resta da determinare nei futuri voli dei droni su Marte".

"In effetti , si potrebbero persino posizionare piccoli elettrometri vicino alla lama e alle gambe per monitorare gli effetti di qualsiasi carica. Questo tipo di monitor elettrico potrebbe essere sia di valore scientifico che fornire input critici sulla salute dei droni durante il volo”.