Månen bliver ved med at blive mere interessant hele tiden! Men nu kommer "chokerende" nyheder om at udforske polære kratere kunne være meget sværere og farligere end oprindeligt troet. Ny forskning viser, at når solvinden løber over naturlige forhindringer på månen, såsom fælge af kratre ved polerne, kunne kratrene blive ladet til hundreder af volt. ”I et nøddeskal, hvad vi finder, er, at de polære kratere er meget usædvanlige elektriske miljøer, og især kan der være stor overfladeladning i bunden af disse kratere,” sagde William Farrell fra Goddard Space Flight Center, hovedforfatter af en ny undersøgelse af Månens miljø.
Månens orientering mod solen holder bunden af polære kratre i permanent skygge, så temperaturer der kan dykke ned under minus 400 grader Fahrenheit, koldt nok til at opbevare flygtigt materiale som vand i milliarder af år. Og naturligvis er alle ressourcer, der kan ligge i disse kratere, af interesse for enhver fremtidig opdagelsesrejsende, hvis astronauter nogensinde skulle vende tilbage til Månen.
[/ Caption]
”Imidlertid antyder vores forskning, at ud over den onde kulde kan opdagelsesrejsende og robotter i bunden af polære månekrater også blive nødt til at kæmpe med et komplekst elektrisk miljø, der kan påvirke overfladekemi, statisk udladning og støvklamring, ”Sagde Farrell, som er en del af et månedrømmehold - Lunar Science Institute's Dynamic Response of the Environment at the moon (DREAM) -projektet, som også er en del af NASAs Lunar Science Institute.
Solindstrømning i krater kan erodere overfladen, hvilket påvirker for nylig opdagede vandmolekyler. Statisk udladning kan afkorte følsomt udstyr, mens det klæbrige og ekstremt slibende månestøv kan slides rumdragter og kan være farligt, hvis det spores inde i rumfartøjer og indåndes i lange perioder.
Solvinden er en tynd gas af elektrisk ladede komponenter af atomer - negativt ladede elektroner og positivt ladede ioner - der konstant blæser fra solens overflade ud i rummet. Da månen kun er lidt vippet sammenlignet med solen, strømmer solvinden næsten vandret over månens overflade ved polerne og langs det område, hvor dagen overgår til natten, kaldet terminatoren.
Forskerne oprettede computersimuleringer for at finde ud af, hvad der sker, når solvinden strømmer over polar kratternes fælge. De opdagede, at solvinden på nogle måder opfører sig som vinden på Jorden - flyder ud i dybe polare dale og kratergulve. I modsætning til vinden på Jorden, kan den dobbelte elektron-ion-sammensætning af solvinden skabe en usædvanlig elektrisk ladning på siden af bjerget eller kratervæggen; det vil sige på indersiden af kanten direkte under solvindstrømmen.
Da elektroner er over 1.000 gange lettere end ioner, skyndes de lettere elektroner i solvinden ind i et månekrater eller en dal foran de tunge ioner, hvilket skaber et negativt ladet område inde i krateret. Ionerne indhenter efterhånden, men regner ned i krateret ved konstant lavere koncentrationer end elektronernes. Denne ubalance i krateret får de indvendige vægge og gulv til at få en negativ elektrisk ladning. Beregningerne afslører, at elektron / ion-separationseffekten er mest ekstrem på et kraters bagkanten - langs den indvendige kratervæg og ved kraterbundet nærmest solvindstrømmen. Langs denne indre kant har de tunge ioner størst vanskeligheder med at komme til overfladen. Sammenlignet med elektronerne fungerer de som en traktor-trailer, der kæmper for at følge en motorcykel; de kan bare ikke gøre en så skarp drejning over bjergtoppen som elektronerne.
"Elektronerne opbygger en elektronsky på denne bakkekant på kratervæggen og gulvet, hvilket kan skabe en usædvanlig stor negativ ladning på et par hundrede volt i forhold til den tætte solvind, der strømmer over toppen," sagde Farrell.
Den negative ladning langs denne bagagerum opbygges ikke på ubestemt tid. Til sidst vil tiltrækningen mellem det negativt ladede område og positive ioner i solvinden få en anden usædvanlig elektrisk strøm til at strømme. Holdet mener, at en mulig kilde til denne strøm kan være negativt ladet støv, der frastøttes af den negativt ladede overflade, bliver opløftet og flyder væk fra dette stærkt ladede område. "Apollo-astronauterne i det kredsende kommandomodul så svage stråler på månens horisont under solopgang, der måske var spredt lys fra elektrisk ophøjet støv," sagde Farrell. ”Derudover landede Apollo 17-missionen på et sted, der ligner et kratermiljø - Taurus-Littrow-dalen. Lunar Ejecta og Meteorite-eksperimentet, der blev efterladt af Apollo 17-astronauterne, opdagede påvirkninger fra støv ved terminatorovergange, hvor solvinden næsten er vandret, svarer til situationen for polære kratere. ”
”Dette vigtige arbejde fra Dr. Farrell og hans team er yderligere bevis for, at vores syn på månen har ændret sig dramatisk i de senere år,” sagde Gregory Schmidt, viceadministrerende direktør for NASA Lunar Science Institute ved NASAs Ames Research Center, Moffett Field, Calif "Det har et dynamisk og fascinerende miljø, som vi kun begynder at forstå."
De næste trin for teamet inkluderer mere komplekse computermodeller. ”Vi ønsker at udvikle en fuldt tredimensionel model til at undersøge virkningerne af solvindudvidelse omkring kanterne af et bjerg. Vi undersøger nu den lodrette ekspansion, men vi vil også vide, hvad der sker vandret, ”sagde Farrell. Allerede i 2012 lancerer NASA Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) -missionen, der går i bane rundt månen og kan se efter de støvstrømme, der er forudsagt af holdets forskning.
Forskningen blev offentliggjort 24. marts i Journal of Geophysical Research.
Kilde: NLSI
