Månen blir stadig mer interessant hele tiden! Men nå kommer "sjokkerende" nyheter om at å utforske polare kratere kan være mye vanskeligere og farligere enn opprinnelig trodd. Ny forskning viser at når solvinden renner over naturlige hindringer på månen, for eksempel krater fra kratre ved polene, kan kratrene lades til hundrevis av volt. "I et nøtteskall, det vi finner er at polarkraterne er veldig uvanlige elektriske miljøer, og spesielt kan det være stor overflatelading på bunnen av disse kratrene," sa William Farrell fra Goddard Space Flight Center, hovedforfatter av en ny forskning på Månens miljø.
Månens orientering mot solen holder bunnene av polare kratre i permanent skygge, slik at temperaturer der kan stupe under minus 400 grader Fahrenheit, kald nok til å lagre flyktig materiale som vann i milliarder av år. Og selvfølgelig er ressurser som kan ligge i disse kratrene interessante for fremtidige oppdagere, hvis astronauter noen gang vil vende tilbake til Månen.
[/ Caption]
Imidlertid antyder forskningen vår at i tillegg til den onde kulden, kan oppdagelsesreisende og roboter på bunnen av polare månekrater også måtte kaste seg med et komplekst elektrisk miljø, noe som kan påvirke overflatekjemi, statisk utladning og støvfeste, ”Sa Farrell, som er en del av et lunar Dream Team - Lunar Science Institutes dynamiske respons på miljøet ved månen (DREAM) -prosjektet, som også er en del av NASAs Lunar Science Institute.
Solinnstrømning i kratere kan erodere overflaten, som påvirker nylig oppdagede vannmolekyler. Statisk utladning kan kortslutte sensitivt utstyr, mens det klebrig og ekstremt slitende månestøvet kan slite ut romdrakter og kan være farlig hvis det spores inne i romfartøyet og inhaleres over lengre tid.
Solvinden er en tynn gass av elektrisk ladede komponenter av atomer - negativt ladede elektroner og positivt ladede ioner - som stadig blåser fra overflaten av solen ut i rommet. Siden månen bare er litt vippet sammenlignet med solen, strømmer solvinden nesten horisontalt over månens overflate ved polene og langs regionen der dagen går over til natt, kalt terminatoren.
Forskerne laget datasimuleringer for å finne ut hva som skjer når solvinden renner over felgene til polare kratere. De oppdaget at solvinden på noen måter oppfører seg som vind på jorden - som strømmer inn i dype polare daler og kratergulv. I motsetning til vind på jorden, kan den doble elektron-ion-sammensetningen av solvinden skape en uvanlig elektrisk ladning på siden av fjellet eller kraterveggen; det vil si på innsiden av kanten rett under solvindstrømmen.
Siden elektroner er over 1000 ganger lettere enn ioner, suser de lettere elektronene i solvinden inn i et månekrater eller en dal foran de tunge ionene, og skaper et negativt ladet område inne i krateret. Ionene fanger etter hvert, men regner ned i krateret ved gjennomgående lavere konsentrasjoner enn elektronene. Denne ubalansen i krateret gjør at innerveggene og gulvet får en negativ elektrisk ladning. Beregningene avslører at elektron / ion-separasjonseffekten er mest ekstrem på et kraterens bakkekant - langs kraterveggen og i kraterbunnen nærmest solvindstrømmen. Langs denne indre kanten har de tunge ionene størst vanskeligheter med å komme til overflaten. Sammenlignet med elektronene fungerer de som en traktor-tilhenger som sliter med å følge en motorsykkel; de kan bare ikke gjøre så skarp sving over fjelltoppen som elektronene.
"Elektronene bygger opp en elektronsky på denne bakkanten av kraterveggen og gulvet, noe som kan skape en uvanlig stor negativ ladning på noen hundre volt i forhold til den tette solvinden som strømmer over toppen," sa Farrell.
Den negative ladningen langs denne kanten vil ikke bygge seg opp på ubestemt tid. Etter hvert vil tiltrekningen mellom den negativt ladede regionen og positive ioner i solvinden føre til at noe annen uvanlig elektrisk strøm strømmer. Teamet tror en mulig kilde for denne strømmen kan være negativt ladet støv som blir frastøtt av den negativt ladede overflaten, blir luftet og flyter bort fra dette høyt ladede området. "Apollo-astronautene i den omløpende kommandomodulen så svake stråler på månens horisont under soloppgang, som kan ha blitt spredt lys fra elektrisk høyt støv," sa Farrell. ”I tillegg landet Apollo 17-oppdraget på et sted som ligner et kratermiljø - Taurus-Littrow-dalen. Lunar Ejecta og Meteorite-eksperimentet igjen av Apollo 17-astronautene oppdaget påvirkninger fra støv ved terminatoroverganger der solvinden nærmest er horisontalt strømmer, i likhet med situasjonen over polare kratere. ”
"Dette viktige arbeidet fra Dr. Farrell og hans team er ytterligere bevis på at vårt syn på månen har endret seg dramatisk de siste årene," sa Gregory Schmidt, visedirektør for NASA Lunar Science Institute ved NASAs Ames Research Center, Moffett Field, Calif . "Det har et dynamisk og fascinerende miljø som vi bare begynner å forstå."
De neste trinnene for teamet inkluderer mer komplekse datamodeller. ”Vi ønsker å utvikle en fullt tredimensjonal modell for å undersøke effekten av solvindutvidelse rundt kantene av et fjell. Vi undersøker nå den vertikale ekspansjonen, men vi vil også vite hva som skjer horisontalt, sier Farrell. Allerede i 2012 vil NASA starte Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) oppdraget som vil bane rundt månen og kunne se etter støvstrømmene som er forutsagt av teamets forskning.
Forskningen ble publisert 24. mars i Journal of Geophysical Research.
Kilde: NLSI
