Pojedyncze ziarno pyłu księżycowego wisi w komorze próżniowej Abby. Źródło zdjęcia: NASA Kliknij, aby powiększyć
Każdego ranka Mian Abbas wchodzi do swojego laboratorium i siada, aby zbadać - jedną drobinę kurzu. Podobnie jak Zen, bada tę samą plamkę zawieszoną w komorze próżniowej wielkości koszykówki na 10 do 12 dni.
Mikroskopijny obiekt jego zachwyconej uwagi to nie tylko stara cząsteczka pyłu. To jest pył księżycowy. Jeden po drugim Abbas mierzy właściwości poszczególnych ziaren pyłu zwróconych przez astronautów Apollo 17 w 1972 r. I rosyjską sondę kosmiczną Luna-24, która wylądowała na Księżycu w 1976 r.
„Eksperymenty na pojedynczych ziarnach pomagają nam zrozumieć niektóre dziwne i złożone właściwości pyłu księżycowego”, mówi Abbas. Ta wiedza jest ważna. Zgodnie z wizją NASA dotyczącą eksploracji kosmosu astronauci powrócą na Księżyc do 2018 r. I będą musieli poradzić sobie z dużą ilością pyłu księżycowego.
Tuzin astronautów Apollo, którzy chodzili po Księżycu między 1969 a 1972 rokiem, byli zaskoczeni tym, jak „lepki” jest księżyc. Pył dostał się na wszystko, zanieczyszczenia i skafandry. Sprzęt sczerniały od światła słonecznego pochłaniającego kurz i miał tendencję do przegrzania. To był prawdziwy problem.
Wielu badaczy uważa, że pył księżycowy ma poważny przypadek przylegania statycznego: jest naładowany elektrycznie. W dzień księżycowy intensywne światło ultrafioletowe (UV) wyrzuca elektrony z pyłu. Ziarna pyłu na oświetlonej światłem dziennym powierzchni Księżyca zostają zatem naładowane dodatnio.
W końcu odpychające ładunki stają się tak silne, że ziarna wypuszczane są z powierzchni „jak kule armatnie”, mówi Abbas, wyskakując kilometry nad Księżycem, aż grawitacja sprawi, że ponownie spadną na ziemię. Księżyc może mieć wirtualną atmosferę tego latającego pyłu, przyklejającego się do astronautów z góry i z dołu.
Tak przynajmniej jest w teorii.
Ale czy ziarna pyłu księżycowego naprawdę ładują się dodatnio, gdy są oświetlone światłem ultrafioletowym? Jeśli tak, to które ziarna są najbardziej dotknięte - duże lub małe ziarna? A co robi Moondust, gdy jest naładowany?
To pytania, które Abbas bada w swoim „Dusty Plasma Laboratory” w National Space Science and Technology Center w Huntsville, Alabama. Wraz z kolegami Paulem Cravenem i doktorantką Draganą Tankosic Abbas wstrzykuje do komory pojedyncze ziarno księżycowego pyłu i „łapie” go za pomocą pól sił elektrycznych. (Wtryskiwacz nadaje ziarnu niewielki ładunek, pozwalając na przenoszenie go przez pola elektryczne.) Z ziarnem zawieszonym dosłownie w powietrzu, „pompują komorę do 10-5 torów, symulując próżnię księżycową”.
Następnie pojawia się hipnotyzująca część: Abbas świeci laser UV na ziarnie. Zgodnie z oczekiwaniami pył zostaje „naładowany” i zaczyna się poruszać. Poprzez staranne dostosowanie pól elektrycznych w komorze, Abbas może utrzymywać ziarno w środku; może zmierzyć jego zmieniający się ładunek i zbadać jego fascynujące cechy.
Podobnie jak astronauci Apollo, Abbas odkrył już pewne niespodzianki - mimo że jego eksperyment nie jest jeszcze w połowie zakończony.
„Znaleźliśmy dwie rzeczy”, mówi Abbas. „Po pierwsze, światło ultrafioletowe ładuje księżyc 10 razy więcej niż przewiduje teoria. Po drugie, większe ziarna (o średnicy od 1 do 2 mikrometrów) ładują więcej niż mniejsze ziarna (0,5 mikrometra), wręcz przeciwnie, niż przewiduje teoria. ”
Oczywiście jest wiele do nauczenia się. Na przykład, co dzieje się w nocy, kiedy słońce zachodzi, a światło UV gaśnie?
To druga połowa eksperymentu Abbasa, który ma nadzieję rozpocząć na początku 2006 r. Zamiast świecić laserem UV na pojedynczą cząstkę księżycową, planuje bombardować pył wiązką elektronów z działa elektronowego. Dlaczego elektrony Teoria przewiduje, że pył księżycowy może uzyskać ładunek ujemny w nocy, ponieważ jest bombardowany przez wolne elektrony na wietrze słonecznym - to znaczy cząstki płynące ze słońca, które zakręcają wokół Księżyca i uderzają w ciemną nocną glebę.
Kiedy astronauci Apollo odwiedzili Księżyc ponad 30 lat temu, wylądowali w świetle dziennym i odlecieli przed zachodem słońca. Nigdy nie zostali na noc, więc to, co stało się z pyłem po zmroku, nie miało znaczenia. To się zmieni: Następna generacja odkrywców pozostanie znacznie dłużej niż astronauci Apollo, ostatecznie tworząc stałą placówkę. Muszą wiedzieć, jak zachowuje się pył księżycowy przez całą dobę?
Sprawdzaj odpowiedzi w laboratorium Dusty Plasma Lab.
Oryginalne źródło: NASA News Release
