В вакуумной камере Аббы висит взвешенное зерно лунной пыли. Изображение предоставлено NASA Нажмите для увеличения
Каждое утро Миан Аббас входит в свою лабораторию и садится, чтобы осмотреть - ни капли пыли. Подобно дзен, он изучает одно и то же пятнышко, подвешенное в вакуумной камере размером с баскетбольный мяч, в течение 10-12 дней.
Микроскопический объект его пристального внимания - не просто какая-то старая частица пыли. Это лунная пыль. Один за другим Аббас измеряет свойства отдельных частиц пыли, возвращенных астронавтами Аполлона-17 в 1972 году и российским космическим кораблем "Луна-24", который приземлился на Луну в 1976 году.
«Эксперименты на отдельных зернах помогают нам понять некоторые странные и сложные свойства лунной пыли», - говорит Аббас. Это знание важно. Согласно «Видению исследования космоса» НАСА, астронавты вернутся на Луну к 2018 году, и им придется иметь дело с большим количеством лунной пыли.
Дюжина астронавтов Аполлона, которые ходили по Луне между 1969 и 1972 годами, были удивлены тем, насколько «липкой» лунной пылью была. Пыль попала на все, грязные инструменты и скафандры. Оборудование, почерневшее от пыли, поглощало солнечный свет и имело тенденцию перегреваться. Это была настоящая проблема.
Многие исследователи считают, что у лунной пыли есть серьезный случай статического прилипания: она электрически заряжена. В лунное время интенсивное ультрафиолетовое (УФ) излучение солнца выбивает электроны из порошкообразного зерна. Таким образом, пылинки на дневной освещенной поверхности Луны заряжаются положительно.
В конце концов, отталкивающие заряды становятся настолько сильными, что зерна запускаются с поверхности «как пушечные ядра», говорит Аббас, изгибая километры над луной, пока сила тяжести не заставит их снова упасть на землю. Луна может иметь виртуальную атмосферу этой летящей пыли, прилипающей к космонавтам сверху и снизу.
Или так теория идет.
Но действительно ли зерна лунной пыли становятся положительно заряженными при освещении ультрафиолетовым светом? Если да, то какие зерна больше всего затронуты - большие или маленькие? А что делает лунная пыль, когда она заряжена?
Эти вопросы Аббас изучает в своей «Лаборатории пыльной плазмы» в Национальном центре космической науки и техники в Хантсвилле, штат Алабама. Вместе со своими коллегами Полом Крейвеном и докторантом Драганой Танкосич Аббас вводит в камеру одну гранулу лунной пыли и «улавливает» ее с помощью электрических силовых полей. (Инжектор дает зерну небольшой заряд, позволяя обрабатывать его электрическими полями.) С зерном, подвешенным буквально в воздухе, они «нагнетают камеру до 10-5 Торр, чтобы имитировать лунный вакуум».
Далее идет завораживающая часть: Аббас светит ультрафиолетовым лазером на зерно. Как и ожидалось, пыль «заряжается» и начинает двигаться. Регулируя электрические поля камеры с кропотливой заботой, Аббас может держать зерно в центре; он может измерить его изменяющийся заряд и исследовать его захватывающие характеристики.
Как и астронавты Аполлона, Аббас уже обнаружил некоторые сюрпризы - хотя его эксперимент еще не завершен.
«Мы нашли две вещи», - говорит Аббас. «Во-первых, ультрафиолетовый свет заряжает в 10 раз больше, чем предсказывает теория. Во-вторых, более крупное зерно (от 1 до 2 микрометров в поперечнике) заряжает больше, чем более мелкое зерно (0,5 микрометра), прямо противоположно тому, что предсказывает теория ».
Очевидно, есть чему поучиться. Например, что происходит ночью, когда солнце садится и ультрафиолетовый свет исчезает?
Это вторая половина эксперимента Аббаса, который он надеется провести в начале 2006 года. Вместо того, чтобы направлять ультрафиолетовый лазер на отдельную лунную частицу, он планирует бомбардировать пыль пучком электронов из электронной пушки. Почему электроны? Теория предсказывает, что лунная пыль может приобретать отрицательный заряд ночью, потому что она бомбардируется свободными электронами в солнечном ветре, то есть частицами, исходящими от Солнца, которые изгибаются вокруг Луны и ударяются о темную ночь.
Когда астронавты Аполлона посетили Луну 30 с лишним лет назад, они приземлились при дневном свете и удалились до захода солнца. Они никогда не оставались на ночь, поэтому то, что случилось с луной после наступления темноты, не имело значения. Это изменится: следующее поколение исследователей останется намного дольше, чем это сделали астронавты Аполлона, в конечном итоге создав постоянный форпост. Им нужно знать, как лунная пыль ведет себя круглосуточно?
Следите за ответами из Лаборатории Пылевой Плазмы.
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
