Временами кажется, что на Луне имеется незначительная атмосфера, состоящая из движущихся частиц пыли, которые поднимаются и падают обратно на поверхность Луны. Впервые увиденные в эпоху Surveyor и Apollo, эти наблюдения были совершенно неожиданными, и сегодня ученые все еще пытаются понять это явление.
Первый признак того, что с лунной поверхностью происходит нечто странное, был в 1960-х годах, когда камеры на космическом корабле Surveyor, указывающие на западный горизонт, заметили более яркое парящее облако, которое сохранялось в течение нескольких часов.
«Существует множество других подобных наблюдений», - сказал д-р Михали Хораньи из Колорадской лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо. «Например, астронавты в командных модулях« Аполлон », которые оставались на орбите вокруг Луны, надеялись сделать снимки темного неба, но, конечно, рассеянный свет от пыли в межпланетном пространстве. Но яркость также, казалось, следовала за лунной поверхностью, указывая на то, что каким-то образом пыль сходит с поверхности Луны ».
В то время как астронавты с Аполлона 8, 10 и 15 сообщали о таких пылевых облаках, Аполлон 17 в 1972 году неоднократно видел и рисовал то, что они называли «полосами», «стримерами» или «лучами сумерек» в течение примерно 10 секунд до восхода Луны или заката Луны.
В дополнение к загадке, на Аполлоне 17 также был обнаружен пылевой детектор, установленный на поверхности астронавтами, эксперимент Лунная выброса и метеорита, который должен был измерить высокоскоростные удары микрометеоритов, поражающих Луну.
«Вместо этого измерения показали увеличение потоков частиц, которое возросло в сто раз, когда день превратился в ночь, а ночь превратилась в день в этом месте на Луне», - сказал Хораньи.
«У каждого из этих измерений есть альтернативное объяснение. Но, похоже, все эти наблюдения лучше всего объяснить тем, что пыль - даже на безвоздушном теле - может перемещаться и оживать ».
Даже при том, что на Луне нет атмосферы, Хораньи сказал, что другие процессы, которые, вероятно, связаны с плазмой и радиационной средой Луны, «электродинамические процессы в приповерхностной лунной среде, которые могут иметь достаточно сильные электрические поля, а поверхность может иметь достаточно электростатических зарядов, которые могут освободить пыль и каким-то образом перетасовать ее или перемещать по поверхности ».
Другими словами, электростатический заряд лунной поверхности приводит к тому, что пыль поднимается, осаждаемая - каким-то образом - в результате изменений солнечного света.
Хораньи сказал, что этот тип вещей был замечен на других безвоздушных телах, таких как на Меркурии, кометах и астероидах.
«Например, при приземлении на астероид Эрос», - сказал Хораньи, - «люди заметили, что дно кратеров заполнено мелкой пылью, и там недостаточно атмосферы, и, конечно, тело слишком маленькое, у него есть толчки астероидов - астероидная версия землетрясений, поэтому возможный перенос, который может задержать или заставить пыль накапливаться в одних регионах и перемещать ее из других, скорее всего, является эффектом плазмы ».
Хораньи и другие ученые провели лабораторные эксперименты, чтобы попытаться воспроизвести лунную среду, чтобы увидеть, происходит ли перенос пыли.
«Для первого набора экспериментов, представьте себе просто кусок поверхности с частицами пыли на нем, и мы проливаем свет на эту поверхность, - сказал он, - так что половина освещена, а половина нет, делая вид, что есть область терминатора. То, что солнце садится с одной стороны и все еще светит с другой. Когда вы излучаете свет на поверхность с подходящими свойствами, вы можете излучать фотоэлектроны, но вы излучаете электроны только с освещенной стороны, а некоторые из этих электронов попадают на темную сторону - у вас есть положительный избыток заряда на освещенной и накопление отрицательного заряда на ночной стороне. Через пару миллиметров вы можете легко генерировать разность потенциалов, может быть, ватт или несколько ватт, что фактически означает небольшие, но невероятно сильные электрические поля. Это может быть как киловатт на метр. Но, конечно, он существует только за острой границей, и эта четкая граница может стать ключом к пониманию того, как вы начинаете движение пыли ».
Хораньи сказал, что в переходной области, где границы совпадают - светлые и темные границы, или границы между тем, где поверхность подвергается воздействию плазмы, а где нет - эти резкие переходы могут фактически преодолеть адгезию между пылью и остальной поверхностью и начать перемещение.
«И вот тут история становится действительно интересной», - сказал он.
Надеемся, что новая миссия под названием LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) поможет объяснить эту загадку. Планируется, что он будет запущен в 2013 году и будет летать по низкой лунной орбите, так близко к поверхности, как 30-50 км. Поскольку НАСА, возможно, не отправит астронавта на Луну в ближайшее время, миссия LADEE может теперь немного отличаться от той, о которой думали ранее, но в ней все еще есть некоторая важная научная задача.
Он будет нести три прибора, инфракрасный томограф, нейтральный масс-спектрометр и детектор пыли, которые Хораньи помогает построить.
«Надеемся, что это будет способно измерить крошечные, крошечные, мелкие частицы, которые, как утверждают люди, поднимаются с поверхности», - сказал Хоранйис. «И мы надеемся, что в сочетании эти инструменты могли бы положить конец этому аргументу, который у нас был с начала 1970-х годов, действительно ли пыль активно транспортируется и перемешивается на поверхности Луны» или нет ».
