Et enkelt korn af moondust hænger ophængt i Abbas vakuumkammer. Billedkredit: NASA Klik for større billede
Hver morgen går Mian Abbas ind i sit laboratorium og sætter sig ned for at undersøge - en enkelt støvsmug. Zen-lignende studerer han den samme plet, der er ophængt i et vakuumkammer i basketballstørrelse i så længe som 10 til 12 dage.
Det mikroskopiske objekt med hans rapt opmærksomhed er ikke bare nogen gammel støvpartikel. Det er moondust. Én efter én måler Abbas egenskaber ved individuelle støvkorn, der blev returneret af Apollo 17-astronauter i 1972 og det russiske Luna-24 prøve-retur rumfartøj, der landede på Månen i 1976.
”Eksperimenter med enkeltkorn hjælper os med at forstå nogle af de underlige og komplekse egenskaber ved moondust,” siger Abbas. Denne viden er vigtig. I følge NASAs Vision for Space Exploration vil astronauter være tilbage på månen i 2018 - og de bliver nødt til at beskæftige sig med masser af moondust.
De dusin Apollo-astronauter, der gik på månen mellem 1969 og 1972, blev alle overrasket over, hvor ”klistret” moondust var. Støv fik alt på, begroingsværktøjer og rumdragter. Udstyr, der er sorte af støv, absorberede sollys og havde tendens til at blive overophedet. Det var et reelt problem.
Mange forskere mener, at moondust har et alvorligt tilfælde af statisk klamring: Den er elektrisk opladet. Om månens dagtid banker intens ultraviolet (UV) lys fra solen elektroner ud af det pulveragtige korn. Støvkorn på månens dagsbelyste overflade bliver således positivt ladet.
Til sidst bliver de frastødende ladninger så stærke, at korn sendes ud af overfladen "som kanonkugler," siger Abbas, der lyser over kilometer over månen, indtil tyngdekraften får dem til at falde tilbage til jorden. Månen kan have en virtuel atmosfære af dette flyvende støv, der klæber til astronauter fra oven og nedenunder.
Eller sådan går teorien.
Men bliver korn af månestøv virkelig positivt ladet, når de er oplyst af ultraviolet lys? I bekræftende fald, hvilke korn der er mest berørt - store korn eller små korn? Og hvad gør moondust, når det bliver opladet?
Dette er spørgsmål, som Abbas undersøger i sit ”Dusty Plasma Laboratory” i National Space Science and Technology Center i Huntsville, Alabama. Sammen med kollegerne Paul Craven og doktorand Dragana Tankosic, indsprøjter Abbas et enkelt korn af månestøv i et kammer og "fanger" det ved hjælp af elektriske kraftfelter. (Injektoren giver kornet en lille opladning, så det kan håndteres af elektriske felter.) Med kornet, der holdes ophængt bogstaveligt i luften, "pumper de kammeret ned til 10-5 torr for at simulere månevakuum."
Dernæst kommer den fascinerende del: Abbas skinner en UV-laser på kornet. Som forventet bliver støvet "opladet" og det begynder at bevæge sig. Ved at justere kammerets elektriske felter med omhyggelig omhu kan Abbas holde kornet centreret; han kan måle dets skiftende ladning og udforske dets fascinerende egenskaber.
Ligesom Apollo-astronauterne har Abbas allerede opdaget nogle overraskelser - selvom hans eksperiment endnu ikke er halvt færdig.
”Vi har fundet to ting,” siger Abbas. ”For det første oplader ultraviolet lys moondust 10 gange mere, end teorien forudsiger. For det andet oplader større korn (1 til 2 mikrometer på tværs) mere end mindre korn (0,5 mikrometer), netop det modsatte af, hvad teorien forudsiger. ”
Der er helt klart meget at lære. Hvad sker der for eksempel om natten, når solen går ned, og UV-lyset går væk?
Det er den anden halvdel af Abbas 'eksperiment, som han håber at kunne køre i begyndelsen af 2006. I stedet for at skinne en UV-laser på en individuel månepartikel, planlægger han at bombardere støv med en stråle af elektroner fra en elektronpistol. Hvorfor elektroner? Teori forudsiger, at månestøv kan få negativ ladning om natten, fordi det bombes af frie elektroner i solvinden - det vil sige partikler, der strømmer fra solen, der krummer sig bag månen og rammer den nattemørke jord.
Da Apollo-astronauter besøgte Månen for 30+ år siden, landede de i dagslys og tog af sted inden solnedgang. De blev aldrig natten, så det, der skete med moondust efter mørke, gjorde ikke noget. Dette vil ændre sig: Den næste generation af opdagelsesrejsende vil forblive meget længere end Apollo-astronauterne gjorde, og til sidst oprette en permanent udpost. De bliver nødt til at vide, hvordan opfører sig moondust døgnet rundt?
Hold øje med svar fra Dusty Plasma Lab.
Original kilde: NASA News Release
