Månen blir allt mer intressant hela tiden! Men nu kommer "chockerande" nyheter om att utforska polära kratrar kan vara mycket svårare och farligare än ursprungligen trott. Ny forskning visar att när solvinden flyter över naturliga hinder på månen, till exempel fälgarna på kratrar vid polerna, kan kratrarna laddas på hundratals volt. "I ett nötskal, vad vi finner är att polära kratrarna är mycket ovanliga elektriska miljöer, och särskilt kan det finnas stor ytladdning i botten av dessa kratrar," sade William Farrell från Goddard Space Flight Center, huvudförfattare till en ny forskning om månens miljö.
Månens orientering mot solen håller botten av polära kratrar i permanent skugga, vilket gör att temperaturer där kan stupa under minus 400 grader Fahrenheit, kallt nog för att lagra flyktigt material som vatten i miljarder år. Och naturligtvis, alla resurser som kan ligga i dessa kratrar är av intresse för alla framtida upptäcktsresande, om astronauter någonsin skulle återvända till månen.
[/rubrik]
”Vår forskning tyder dock på att utöver den onda förkylningen, kan utforskare och robotar vid botten av polära månkratrar också behöva kämpa med en komplex elektrisk miljö, vilket kan påverka ytkemi, statisk urladdning och dammfästning, ”Sade Farrell, som är en del av ett månmässigt Dream Team - Lunar Science Institute: s dynamiska respons på miljön vid månen (DREAM) -projektet, som också ingår i NASA: s Lunar Science Institute.
Inflödet av solvind till kratrar kan erodera ytan, vilket påverkar nyligen upptäckta vattenmolekyler. Statisk urladdning kan kortsluta känslig utrustning, medan det klibbiga och extremt slipande månmånet kan slita ut rymddräkter och kan vara farligt om spåras in i rymdskepp och inandas under långa perioder.
Solvinden är en tunn gas av elektriskt laddade komponenter av atomer - negativt laddade elektroner och positivt laddade joner - som ständigt blåser från solens yta ut i rymden. Eftersom månen bara är lutad jämfört med solen, flödar solvinden nästan horisontellt över månens yta vid polerna och längs området där dagen går över till natten, kallad terminatorn.
Forskarna skapade datorsimuleringar för att upptäcka vad som händer när solvinden strömmar över polarkraters fälgar. De upptäckte att solvinden på vissa sätt uppträder som vind på jorden - som strömmar in i djupa polära dalar och kratergolv. Till skillnad från vind på jorden kan den dubbla elektronjonkompositionen i solvinden skapa en ovanlig elektrisk laddning på sidan av berget eller kraterväggen; det vill säga på insidan av fälgen direkt under solvindflödet.
Eftersom elektroner är mer än 1 000 gånger lättare än joner rusar de lättare elektronerna i solvinden in i en månkrater eller dal framför de tunga jonerna och skapar ett negativt laddat område inuti krateren. Jonerna hamnar så småningom upp, men regnar in i krateret i konstant lägre koncentrationer än elektronerna. Denna obalans i krateret gör att de inre väggarna och golvet får en negativ elektrisk laddning. Beräkningarna avslöjar att elektron- / jonseparationseffekten är mest extrem på en kraterens bakkant - längs den inre kraterväggen och vid kratergolvet närmast solvindflödet. Längs denna inre kant har de tunga jonerna svårast att komma till ytan. Jämfört med elektronerna agerar de som en traktor-släpare som kämpar för att följa en motorcykel; de kan bara inte göra så skarp svängning över bergstoppen som elektronerna.
"Elektronerna bygger upp ett elektronmoln på denna bakkant av kraterväggen och golvet, vilket kan skapa en ovanligt stor negativ laddning på några hundra volt relativt den täta solvinden som rinner över toppen", säger Farrell.
Den negativa laddningen längs denna kanten kommer inte att byggas upp på obestämd tid. Så småningom kommer attraktionen mellan den negativt laddade regionen och positiva joner i solvinden att orsaka någon annan ovanlig elektrisk ström. Teamet tror att en möjlig källa för denna ström kan vara negativt laddad damm som avvisas av den negativt laddade ytan, blir luftad och flyter bort från denna mycket laddade region. "Apollo-astronauterna i den kretsande kommandomodulen såg svaga strålar på månhorisonten under soluppgången som kan ha spridit ljus från elektriskt högt damm," sade Farrell. ”Dessutom landade uppdraget Apollo 17 på en plats som liknar en kratermiljö - Taurus-Littrow-dalen. Lunar Ejecta och Meteorite-experimentet som lämnats av Apollo 17-astronauterna upptäckte effekter från damm vid terminatorkorsningar där solvinden nästan är horisontell flöde, liknande situationen för polära kratrar. ”
"Detta viktiga arbete av Dr. Farrell och hans team är ytterligare bevis på att vår syn på månen har förändrats dramatiskt under de senaste åren," sade Gregory Schmidt, biträdande direktör för NASA Lunar Science Institute vid NASA: s Ames Research Center, Moffett Field, Calif "Det har en dynamisk och fascinerande miljö som vi bara börjar förstå."
Nästa steg för teamet innehåller mer komplexa datormodeller. ”Vi vill utveckla en helt tredimensionell modell för att undersöka effekterna av solvindutvidgning runt kanten av ett berg. Vi undersöker nu den vertikala expansionen, men vi vill också veta vad som händer horisontellt, säger Farrell. Redan 2012 kommer NASA att starta uppdraget Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) som kommer att kretsa runt månen och kan leta efter de dammflöden som förutses av teamets forskning.
Forskningen publicerades 24 mars i Journal of Geophysical Research.
Källa: NLSI
