Місяць постійно стає цікавішим! Але тепер приходить «шокуюча» новина про те, що дослідження полярних кратерів може бути набагато важче та небезпечніше, ніж вважалося спочатку. Нові дослідження показують, що коли сонячний вітер протікає над природними перешкодами на Місяці, наприклад ободами кратерів біля полюсів, кратери можуть заряджатися сотнями вольт. "У двох словах, ми виявляємо, що полярні кратери - це дуже незвичне електричне середовище, і, зокрема, може бути велика зарядка поверхні в нижній частині цих кратерів", - сказав Вільям Фаррелл з центру космічних польотів Годдарда, головний автор нове дослідження довкілля Місяця.
Орієнтація Місяця на сонце зберігає дні полярних кратерів у постійній тіні, дозволяючи там температурі опускатися нижче мінус 400 градусів за Фаренгейтом, достатньо холодною для зберігання летючого матеріалу, як вода протягом мільярдів років. І звичайно, будь-які ресурси, які можуть лежати в цих кратерах, цікавлять будь-яких майбутніх дослідників, якщо космонавти коли-небудь повернуться на Місяць.
[/ підпис]
"Однак наше дослідження дозволяє стверджувати, що, окрім злого холоду, дослідникам та роботам на дні полярних кратерарів місяця, можливо, доведеться боротися і зі складним електричним середовищем, що може вплинути на хімію поверхні, статичний розряд та злипання пилу, - сказав Фаррелл, який є членом команди місячних мрій - проекту Динамічного реагування навколишнього середовища на Місяці (DREAM) Інституту місячних, який також є частиною Наукового інституту місячних НАСА.
Приплив сонячного вітру в кратери може розмити поверхню, що впливає на нещодавно виявлені молекули води. Статичний розряд може затримати чутливе обладнання, тоді як клейкий і надзвичайно абразивний місячний пил може зношувати космічні костюми і може бути небезпечним, якщо прослідкувати всередині космічного корабля та вдихати протягом тривалого часу.
Сонячний вітер - це тонкий газ електрично заряджених компонентів атомів - негативно заряджених електронів і позитивно заряджених іонів, - що постійно дме з поверхні Сонця в космос. Оскільки Місяць лише злегка нахилений у порівнянні з сонцем, сонячний вітер тече майже по горизонталі над місячною поверхнею на полюсах і вздовж області, де день переходить до ночі, називається термінатором.
Дослідники створили комп’ютерні симуляції, щоб виявити, що відбувається, коли сонячний вітер тече по ободах полярних кратерів. Вони виявили, що певним чином сонячний вітер поводиться як вітер на Землі - тече в глибокі полярні долини і кратерні підлоги. На відміну від вітру на Землі, подвійний електронно-іонний склад сонячного вітру може створювати незвичайний електричний заряд збоку гори або стіни кратера; тобто з внутрішньої сторони обода безпосередньо під потоком сонячного вітру.
Оскільки електрони в 1000 разів легші за іони, то легші електрони на сонячному вітрі кидаються в місячний кратер або долину попереду важких іонів, створюючи всередині кратера негативно заряджену область. Зрештою іони наздоганяють, але дощ потрапляє в кратер при стабільно нижчих концентраціях, ніж у електронів. Цей дисбаланс у кратері змушує внутрішні стіни та підлогу придбати негативний електричний заряд. Розрахунки показують, що ефект поділу електронів / іонів найбільш екстремальний на підвітряному краю кратера - вздовж внутрішньої стінки кратера та на підлозі кратера, найближчого до потоку сонячного вітру. Уздовж цього внутрішнього краю важкі іони мають найбільші труднощі піднятися на поверхню. Порівняно з електронами, вони діють як трактор-причіп, що бореться слідувати мотоциклі; вони просто не можуть зробити такий різкий поворот над вершиною гори, як електрони.
"Електрони створюють електронну хмару на цьому підвітряному краю стінки та підлоги кратера, який може створити незвично великий заряд у декілька сотень вольт відносно щільного сонячного вітру, що тече над вершиною", - сказав Фаррелл.
Негативний заряд уздовж цього підвітряного краю не накопичуватиметься нескінченно. Врешті-решт, потяг між негативно зарядженою областю та позитивними іонами сонячного вітру призведе до течії якогось іншого незвичного електричного струму. Команда вважає, що одним із можливих джерел цього струму може бути негативно заряджена пил, яка відштовхується негативно зарядженою поверхнею, стає левітацією і стікає з цієї сильно зарядженої області. "Астронавти Аполлона в командному модулі орбіти бачили слабкі промені на місячному горизонті під час сходу сонця, які, можливо, розсіяли світло від електрично піднесеного пилу", - сказав Фаррелл. "Крім того, місія" Аполлон 17 "приземлилася на місці, схожому на кратерне середовище - долині Тельця-Літтроу. Експеримент із викидом місяця та метеоритом, що залишився космонавтами Apollo 17, виявив вплив пилу на перетинах термінаторів, де сонячний вітер майже горизонтально тече, подібно до ситуації з полярними кратерами. "
"Ця важлива робота доктора Фаррелла та його команди - це ще одне свідчення того, що наш погляд на Місяць різко змінився за останні роки", - сказав Грегорі Шмідт, заступник директора Наукового інституту місячних НАСА в дослідницькому центрі Еймса Еймса, Моффетт Філд, Каліфорнія "У ньому є динамічне та захоплююче середовище, яке ми лише починаємо розуміти".
Наступні кроки для команди включають більш складні комп'ютерні моделі. «Ми хочемо розробити повністю тривимірну модель для вивчення наслідків розширення сонячного вітру навколо країв гори. Зараз ми вивчаємо вертикальне розширення, але хочемо також знати, що відбувається в горизонтальному напрямку », - сказав Фаррелл. Вже в 2012 році NASA запустить місію «Місячний дослідник атмосфери та пилового середовища» (LADEE), яка буде здійснювати обхід Місяця і може шукати потоки пилу, передбачені дослідженнями команди.
Дослідження було опубліковане 24 березня в Журналі геофізичних досліджень.
Джерело: NLSI
