如果Ingenuity直升機在火星上夜間飛行，其呼嘯的旋翼很有可能在極其乾燥的火星大氣中產生足夠的靜電，導致直升機周圍的空氣發光。來自美國宇航局（NASA）戈達德太空飛行中心的William Farrell說：“這種微弱的光芒在傍晚時分最為明顯，因為那時背景天空比較暗。”他是這一主題論文的主要作者。“NASA的實驗性Ingenuity直升機在這個時間段不飛行，但未來的無人機可以被批准在傍晚飛行，並尋找這種輝光。”
在地球上，靜電放電通常只是一種惱人的現象。但是在火星上，任何與超乾的大氣層–甚至是乾燥的土壤–“摩擦”的東西都會產生一種叫做摩擦起電的現象。
當某些成對的材料，如地毯和你的鞋子在一起摩擦時，一種材料會向另一種材料放棄一些電子。電荷的分離可以產生一個電場。這個過程在地球上也自然發生，規模大得多，有時在飛機和船舶上看到電暈或電光，被稱為“聖艾爾摩之火”的電風暴。
雖然像Ingenuity這樣的無人機或微型直升機產生的電流確實很小，但Farrell說，它們可能大到足以使葉片和無人機其他部分周圍的空氣發出藍紫色的光芒。
“無人機上快速旋轉的葉片產生的電流太小，不會對飛行器或火星環境造成威脅，”他在一份新聞稿中說，“但是它們提供了一個機會，可以做一些額外的科學工作，以提高我們對積累…. 摩擦起電的理解。”
相關論文於2021年3月發表在《行星科學雜誌》上。
人們一直擔心摩擦起電，因為在火星和月球上，發生這種情況的條件很理想，特別是在土壤中。土壤比地球上的沙漠沙子更乾燥，當火星車輪子上使用的材料–如鋁或鋼–與土壤摩擦時，可能會產生足夠的電荷，給無人機的電子設備帶來問題。因此，已經開發了接地系統來解決這個問題。
但是Farrell和他的團隊研究了在火星上的無人機或旋轉飛行器發生這種情況的可能性，因為火星空氣的乾燥度以及火星空氣中的灰塵的傾向。
該團隊應用實驗室測量和計算機建模來研究電荷如何在無人機的旋翼上積累。他們發現，當無人機的葉片旋轉時，它們會碰到火星空氣中的微小塵埃顆粒，特別是當直升機靠近地表並將塵埃吹到周圍時。
當葉片撞擊塵粒時，電荷被轉移，在葉片上積聚並形成一個電場。當電荷積累到很高的水平時，大氣開始導電，這個過程被稱為”大氣擊穿”，創造出一群電子，形成一個增強的電流，起到消散或抵消旋翼機上電荷積累的作用。
由於火星大氣層極其稀薄–在表面只有地球海平面大氣層壓力的大約百分之一–這使得擊穿更有可能。然而，研究人員承認，他們的結果是一種預測，有時大自然有其他計劃。
“從理論上講，應該有一些影響，但電子雪崩是否強大到足以產生輝光，以及在操作過程中是否可以觀察到任何微弱的輝光，都有待於在未來的無人機火星飛行中確定。”Farrell說，“事實上，人們甚至可以在葉片附近和腿部放置小型電子測量儀，監測任何充電的效果。這種電氣監測器既可以具有科學價值，又可以在飛行過程中為無人機的健康提供關鍵的輸入。”