Misterul prafului lunii. Există praf zburător pe Lună? De ce este puțin praf pe lună?

Cercetătorii de la National Research University Higher School of Economics, împreună cu colegii de la IKI, MIPT și Colorado State University, au descoperit de unde provine norul de praf de plasmă din jurul Lunii. După ce au comparat calculele teoretice și datele experimentale, oamenii de știință cu un grad ridicat de probabilitate au presupus că este alcătuit dintr-o substanță care s-a ridicat de la suprafața Lunii ca urmare a căderii meteoroizilor. Lucrarea determină natura norului de plasmă-praf deasupra Lunii și confirmă teoretic observațiile anterioare.

Spațiul interplanetar sistem solar umplut cu particule de praf. Sunt prezente în plasma ionosferelor și magnetosferelor planetelor, în vecinătatea corpurilor cosmice care nu au atmosferă proprie. Din cauza temperaturilor ridicate, nu există praf doar pe Soare și în imediata apropiere a acestuia.

„În timpul misiunilor navelor spațiale Surveyor și Apollo pe Lună, s-a observat că lumina soarelui a fost împrăștiată în regiunea terminatorului, iar acest lucru a dus, la rândul său, la formarea zorilor și streamers lunari deasupra suprafeței (în ciuda absenței unei atmosfere). Imprăștirea luminii are loc cel mai probabil pe particulele de praf încărcate, a căror sursă este suprafața Lunii. Dovezi indirecte ale existenței unui nor lunar de plasmă-praf au fost obținute și în timpul expedițiilor sovietice „Luna-19” și „Luna-22”, spune unul dintre autorii studiului, Serghei Popel, doctor în științe fizice și matematice, Profesor al Facultății de Fizică din cadrul Școlii Superioare de Economie a Universității Naționale de Cercetare, Șef Laborator Procese Plasma-Praf în Obiecte Spațiale IKI RAS.

În lucrările lor, autorii iau în considerare posibilitatea formării unui nor de praf de plasmă deasupra Lunii ca urmare a impactului meteoroizilor pe suprafața acesteia. Datele obținute pe baza acestei teorii sunt în concordanță cu rezultatele studii experimentale realizat în cadrul misiunii americane LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer).

Există un nor de praf submicron în jurul Lunii pe o rază de câteva sute de kilometri. Caracteristicile prafului au fost măsurate folosind senzorul de ionizare de impact LDEX, care permite detectarea directă a particulelor de praf pe orbită nava spatiala. Scopul experimentului a fost de a determina distribuția particulelor de praf după înălțime, dimensiune și concentrație pe diferite zone suprafata lunara. Datele obținute în timpul experimentului LADEE au dat impuls pentru continuare cercetare teoretică, început mai devreme de angajații IKI. Specialiștii au avut ocazia să-și compare calculele cu datele experimentale. S-a dovedit că sunt consecvente: în special, aceasta se referă la viteza de mișcare a particulelor și concentrarea acestora.

„Concentrația de particule din norul de praf de plasmă din calculele noastre nu contrazice datele experimentale. Pe suprafața Lunii cade un flux continuu de meteoriți, de dimensiuni de microni și milimetri. Prin urmare, substanța este de fapt ejectată continuu de la suprafață, o parte din ea fiind în stare topită. Ridicându-se deasupra suprafeței Lunii, picăturile lichide ale topiturii se solidifică și, ca urmare a interacțiunii, în special cu electronii și ionii vântului solar, precum și cu radiația solară, dobândesc sarcini electrice. Unele particule părăsesc Luna și zboară în spațiu. Și acele particule de deasupra suprafeței lunare care „nu aveau suficientă viteză” alcătuiesc norul de praf de plasmă”, explică Serghei Popel.

În timpul experimentelor LADEE, a fost descoperită o creștere bruscă a concentrației de praf atunci când unele ploi anuale de meteoriți interacționează cu Luna. Acest efect a fost evident mai ales în timpul ploii de meteoriți Geminide de mare viteză. Toate acestea confirmă legătura dintre procesele de formare a norilor de praf și impactul meteorologic cu suprafața lunară. Teoriile care spun că particulele de praf se ridică deasupra suprafeței Lunii din cauza proceselor electrostatice, de exemplu așa-numitul model fântână, nu pot explica faptele că praful se ridică la altitudini mari și, în consecință, formarea norului de plasmă-praf. observate în cadrul LADEE.

Unele fenomene observate de observatorii terestre, stațiile de coborâre și astronauții Apollo sunt explicate prin prezența particulelor de praf în atmosfera lunară rarefiată. Dar nimeni nu poate explica cum au ajuns acolo. Poate că sonda LADEE, care va fi lansată în august 2013, va face lumină asupra problemei.

Ai auzit de un nou restaurant pe lună? Mâncare grozavă, dar fără atmosferă. Această glumă este veche de zeci de ani și, desigur, este depășită. Anul viitor, NASA va trimite o sondă pe orbita lunară care va colecta informații detaliate despre atmosfera satelitului nostru, inclusiv situația din apropierea suprafeței și influența mediu inconjurator pe praful lunar.

O strălucire misterioasă pe orizontul lunar, fotografiată de stațiile Surveyor. Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) va porni în august 2013. Echipamentul său este conceput pentru a răspunde, printre altele, la această întrebare enervantă: există praf lunar ridicat electrostatic în atmosfera de acolo? În anii 1960, mai multe aterizare americane au transmis imagini cu lumina crepusculară peste orizontul lunii după apus. În plus, astronauții au vorbit despre razele crepusculare care trec înainte de răsărit și apus. Pe lângă toate, observatorii pământești văd din când în când fenomene misterioase pe Lună, care sunt explicate, printre altele, prin reflecție. lumina soarelui din praful în suspensie. Asta va face LADEE. „Dacă nava zboară deasupra zonelor în care astronauții Apollo au făcut observații, vom ști imediat dacă există sau nu particule de praf acolo”, promite Rick Elphick de la Centru de cercetare NASA poartă numele Ames. Sonda va transporta un instrument de înaltă precizie Lunar Dust Experiment (LDEX), care va dezvălui limita superioară a prafului în primele săptămâni după începerea lucrărilor. Unele mistere, însă, pot fi rezolvate doar de la suprafață - de exemplu, misterul strălucirii de deasupra orizontului. „Dacă LADEE nu vede praful, atunci am avea motive să ne așteptăm la aceleași fenomene pe toate celelalte corpuri „aproape fără aer” din sistemul solar”, adaugă domnul Elphick. Praful nu reprezintă un mare pericol pentru locuitorii viitoarelor baze lunare, dar trebuie cunoscută fizica acestui fenomen. Astăzi, nimeni nu are o explicație decentă pentru ce praful se ridică și rămâne mult timp în atmosferă. Geologul Harrison „Jack” Schmitt, care a făcut ultima sa vizită pe Lună în decembrie 1972, își amintește că multe dintre roci erau în esență lipsite de praf fin. Prin urmare, el presupune că praful, odată ridicat, nu cade.

O schiță a unui zori lunar realizată de Eugene Cernan (Apollo 17) în 1972. Lumina coronală și zodiacală este marcată cu roșu, misterioase razele crepusculare sunt marcate cu verde. Preparat din materiale de la Space.Com.

Praful de lună este fin, ca pudra, dar taie la fel de bine ca sticla. Acest praf se formează atunci când meteoriții cad pe suprafața lunii. Ele încălzesc și zdrobesc rocile și solul care conțin cuarț și fier. Și pentru că nu există vânt sau apă pe Lună care să rotunjească marginile tăietoare, boabele minuscule sunt foarte ascuțite și zimțate. Și se lipesc de aproape orice.

„Natura corozivă a prafului lunar pune o problemă mai mare pentru ingineri și pentru sănătatea coloniștilor decât radiațiile”, a scris astronautul Apollo 17 Garrison în cartea sa din 2006 Return to the Moon. Jack" Schmitt (Harrison (Jack) Schmitt). Acest praf a pătat costumele spațiale și a îndepărtat straturi din tălpile cizmelor lunare. În timpul a șase zboruri Apollo, presiunea scăzută nu a putut fi menținută în niciun container cu rocă lunară. Praful a urmat astronauții și a intrat în navă spațială. Mirosea a praf de pușcă și îi era dificil să respire, a spus Schmitt. Nimeni nu știe exact ce efect au aceste particule microscopice asupra plămânilor umani.

Praful nu acoperă doar suprafața Lunii, ci se ridică la aproape o sută de kilometri deasupra ei, făcând parte din exosfera sa, unde particulele sunt legate de Lună prin gravitație, dar sunt atât de puțin distanțate încât aproape niciodată nu se ciocnesc. În anii 1960, sondele Surveyor au capturat un nor strălucitor care plutea chiar deasupra suprafeței lunii în timpul răsăritului. Mai târziu, astronautul Apollo 17 Gene Cernan, în timp ce zbura în jurul Lunii, a înregistrat un fenomen similar în regiunea liniei ascuțite unde ziua lunară se întâlnește cu noaptea, numindu-l „Terminator”. Cernan a făcut mai multe schițe care arată cum se schimba peisajul de praf. La început, fluxuri de praf s-au ridicat de la suprafață și au plutit, iar apoi norul rezultat a devenit mai vizibil pe măsură ce nava spațială se apropia de zona de lumină naturală. Și din moment ce nu era vânt care să formeze norul, originea lui a rămas un mister. Există o presupunere că astfel de nori sunt formați din praf, dar nimeni nu înțelege cum se formează și de ce.

Poate că un câmp electric se formează de-a lungul liniei zi-noapte atunci când lumina soarelui întâlnește umbra. Poate ridica particulele de praf în sus. Fizicianul de la Universitatea din Colorado Boulder, Mihály Horányi, a demonstrat că praful lunar poate răspunde într-adevăr la astfel de câmpuri electrice. Cu toate acestea, are suspiciuni că acest mecanism nu este suficient de puternic pentru a menține misterioșii nori scânteietori în spațiu.

Datele unei noi misiuni spațiale ar putea ajuta oamenii de știință să găsească o explicație mai fiabilă. Au trecut decenii de când astronauții și roverele americani au explorat Luna, dar praful lunar atrage din nou interes astăzi, deoarece pregătirile pentru misiuni cu și fără pilot pe Lună au fost deja anunțate ca parte a mai multor programe spațiale internaționale și comerciale. În septembrie, NASA a lansat mica sondă Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), care va petrece câteva luni analizând praful și moleculele din jurul singurului satelit natural Pământ.

Sonda are aproximativ dimensiunea unei mașini mici și este încapsulată în panouri solare. La prova navei sunt patru instrumente pătrate. Este vorba despre un contor de praf, proiectat parțial de Horanyi, și două analizoare chimice pentru identificarea moleculelor de substanțe precum heliu și sodiu. Pe partea laterală a sondei este instalat un dispozitiv de comunicații, care transmite date către Pământ folosind un fascicul laser, de exemplu, despre numărul de particule mari și mici, locația acestora și așa mai departe. Acest dispozitiv a stabilit recent un record pentru cea mai rapidă comunicare între NASA și Lună, transmițând date pe o distanță de aproape 400 de mii de kilometri cu o viteză de 622 megabiți pe secundă. Aceasta este de aproximativ 70 de ori viteza medie a conexiunii în bandă largă din Statele Unite.

Momentul acestei misiuni de 280 de milioane de dolari este fortuit, deoarece instrumentele LADEE oferă o imagine aproape nedistorsionată a densității prafului și compoziție chimică Luni, înaintea tuturor. China, India, Japonia și Rusia au anunțat că intenționează să-și trimită propriile sonde și rover-uri în următorii ani. Google Lunar X PRIZE oferă inginerilor un bun stimulent pentru a crea un rover lunar automat cu camere, care ar trebui să aterizeze pe Lună și să înceapă să transmită imagini de pe suprafața lunară pe Pământ până în 2015. Compania spațială înființată Golden Spike își propune să înceapă zboruri cu echipaj în următorul deceniu.

Când misiunea LADEE va fi finalizată în câteva luni, sonda va deveni parte integrantă cele 15 tone de material spațial care cad pe Lună în fiecare zi. Își va crea propriul nor de praf lunar, transmițând cele mai recente date către Pământ.

Multă vreme, creaționiștii au susținut că stratul de praf de pe Lună era prea subțire dacă praful ar fi căzut efectiv pe el de miliarde de ani. Ei au bazat această teză pe estimări timpurii - făcute de evoluționisti - ale afluxului de praf lunar și îngrijorarea că pionierii lunari s-ar îneca în acest strat de praf. Dar aceste estimări timpurii erau greșite și, până la aterizările lui Apollo, NASA nu mai era îngrijorată de scufundări. Prin urmare, un strat de praf pe Lună nu poate dovedi tinerețea Lunii (precum și vechimea ei). Vezi si. Moon Dust and the Age of the Solar System (Engleză profesională).

Calculatoarele NASA, la calcularea pozițiilor planetelor, au constatat o lipsă de o zi și 40 de minute, ceea ce dovedește „ziua lungă” a lui Iosua (Iosua 10) și schimbarea cadranului solar sub Ezechia (2 Regi 20).

Această teză nu este susținută de organizațiile creaționiste mainstream, dar este o fabulă răspândită, mai ales pe internet.

În esență, aceeași poveste, acum răspândită pe internet, a apărut în 1936 în cartea oarecum apocrifă The Harmony of Science and Scripture (de Harry Rimmer). Evident, cineva necunoscut a decorat-o cu nume organizatii moderneși dispozitive de calcul moderne.

În plus, toată această poveste este imposibil din punct de vedere matematic - necesită punct de referință fix până în ziua lungă a lui Iosua. În esență, pentru a detecta lipsa oricărei zile, ar trebui să reconciliăm atât înregistrările astronomice, cât și cele istorice. Iar pentru a identifica o lipsă de 40 de minute necesită ca aceste puncte de referință să fie cunoscute în câteva minute. Asta e ora eclipsele de soare, observat dintr-un anumit loc, poate fi recunoscut cu acuratețe - acest lucru este, fără îndoială, adevărat. Dar înregistrările antice nu înregistrau timpul atât de precis, așa că reconcilierea necesară este pur și simplu imposibilă. În orice caz, prima eclipsă înregistrată istoric a avut loc în 1217 î.Hr., la aproximativ două secole după Iosua. Prin urmare, niciun computer nu ar putea detecta ziua lipsă. Pentru confirmarea istorică și științifică că această presupusă descoperire este un mit, vezi de asemenea. A descoperit NASA o „zi lipsă”? („A descoperit NASA „ziua lipsă?”)

Vă rugăm să rețineți că respingerea acestui mit nu înseamnă că evenimentele din Iosua 10 nu au avut loc. Detaliile poveștii confirmă autenticitatea acesteia, de exemplu, luna a încetinit și ea. Acest lucru nu a fost necesar pentru a prelungi ziua, dar ar fi fost observat în sistemul de coordonate al pământului dacă Dumnezeu ar fi făcut acest miracol încetinind rotația Pământului. Vezi ziua lungă a lui Joshua - s-a întâmplat cu adevărat? („Ziua lungă a lui Iosua – S-a întâmplat cu adevărat?”)

Am devenit interesat de problema prafului lunar în legătură cu planurile de a extrage heliu-3 pe Lună. Am tastat „praf de lună” în motorul de căutare, am urmat linkurile, am tăiat fapte individuale și ceea ce am primit a fost ceea ce am primit. Se dovedește a fi o substanță foarte interesantă! Între paranteze sunt comentariile mele: (comentariile mele).

(praf de lună)

Praful de lună este fin, ca pudra, dar taie la fel de bine ca sticla.

Cernan a făcut mai multe schițe care arată cum se schimba peisajul de praf. La început, fluxuri de praf s-au ridicat de la suprafață și au plutit, iar apoi norul rezultat a devenit mai vizibil pe măsură ce nava spațială se apropia de zona de lumină naturală. Și din moment ce nu era vânt care să formeze norul, originea lui a rămas un mister. Există o presupunere că astfel de nori sunt formați din praf, dar nimeni nu înțelege cum se formează și de ce.

(Puțin istoric al deschiderii, așteptări vs realitate)
Astronomul britanic R. A. Lyttleton (Lyttleton, 1956, p. 72) a presupus că stratul de praf lunar avea o grosime de câțiva kilometri! Gould (1955, p. 585) a sugerat, de asemenea, că câmpiile lunare plate erau extrem de prăfuite. Shoemaker (1965, p. 75) a prezis că stratul de praf de pe Lună ar trebui să măsoare zeci de metri. Asimov (1959, p. 36) a scris: „Îmi imaginez că prima stație spațială, după ce a ales un loc de aterizare plat magnific, aterizează încet... și dispărând din vedere, cufundându-se în praf”.

Cu toate acestea, în 1965, a avut loc o conferință privind structura suprafeței lunare (vezi Hess, et al., 1966). În special, a concluzionat următoarele: fotografiile timpurii Ranger și studiile proprietăților optice ale luminii solare împrăștiate reflectate de suprafața Lunii arată că previziunile despre adâncimea stratului de praf lunar nu s-au adeverit! Întrebarea a fost în cele din urmă clarificată odată cu apariția primului stații spațiale, și mai ales când omul a pus piciorul pentru prima dată pe suprafața lunii. S-a dovedit că stratul de praf este incomparabil mai subțire decât au susținut oamenii de știință evoluționist - doar 6,5 cm! În ciuda încercărilor disperate de a revizui ideile despre viteza de depunere a prafului sau de a găsi mecanisme pentru compactarea acestuia, grosimea stratului de praf de pe Lună rămâne o dovadă puternică în favoarea vârstei tinere a Lunii. (Ultima afirmație se referă la conștiința autorului declarației, dar ideea în sine mi s-a părut interesantă)

Când Neil Armstrong și Buzz Aldrin s-au întors de pe Lună, aveau în bagaj mai mult de 20 de kilograme de pământ lunar și roci, care erau ambalate într-un container de aluminiu cu sigilii. Datorită lor, presiunea scăzută a fost menținută în interior - ca pe suprafața lunară. Dar când containerul a ajuns la oamenii de știință de la Centrul Spațial Houston, aceștia au descoperit că aceste sigilii au fost distruse de praful lunar. În timpul a șase zboruri Apollo, presiunea scăzută nu a putut fi menținută în niciun container cu rocă lunară. (Dacă această informație este adevărată, atunci puritatea experimentelor a fost deja încălcată)

(Praful de lună este foarte agresiv)
Praful de Lună a înfundat găurile pentru șuruburi, a contaminat uneltele, a acoperit vizierele căștilor astronauților și le-a dezbrăcat mănușile. Foarte des, atunci când lucrau pe suprafața lunară, au fost nevoiți să-și întrerupă munca pentru a curăța camerele și echipamentele cu perii mari - și în mare parte ineficiente.

„Natura corozivă a prafului lunar pune o problemă mai mare pentru ingineri și pentru sănătatea coloniștilor decât radiațiile”, a scris astronautul Apollo 17 Garrison în cartea sa din 2006 Return to the Moon. Jack" Schmitt (Harrison (Jack) Schmitt). Acest praf a pătat costumele spațiale și a îndepărtat straturi din tălpile cizmelor lunare. Praful i-a urmat pe astronauți în navă spațială. Mirosea a praf de pușcă și îi era dificil să respire, a spus Schmitt. Nimeni nu știe exact ce efect au aceste particule microscopice asupra plămânilor umani.

(Praful de lună este magnetic!)
„Doar cele mai mici boabe (< 20 микрон) полностью реагируют на магнит", замечает Тейлор, но это не страшно, так как именно эти мелкие крупинки чаще всего и составляют главную проблему. Они легче всего проникают в герметичные швы скафандров и забиваются под крышки "запаянных" контейнеров для сбора образцов. И когда Астронавты вошли в лунный модуль в своих пыльных ботинках, мельчайшие частицы пыли взметнулись в воздух, откуда они могли попасть в легкие при вдохе. Это вызвало, по крайней мере, у одного из астронавтов (Шмитта) приступ "сенной лихорадки, спровоцированной лунной пылью". (Возможность проникновения под крышки запаянных контейнеров говорит о сверхтекучести)

În decembrie 1972, astronauții nava spatiala Apollo 17 Harrison Smith și Eugene Cernan, pe când se aflau la suprafața Lunii, au trebuit să repare aripa roverului lunar pentru a scăpa de „coada de păun” de praf aruncată de sub vehiculul lor.

Praful de pe Pământ nu are proprietăți magnetice, așa că de ce le are praful lunar?

(Despre ce este praful lunar)
„Praful de lună nu este o substanță obișnuită”, explică Taylor. „Fiecare grăunte minuscul de praf lunar este acoperit de un strat de sticlă gros de doar câteva sute de nanometri – 1/100 din diametrul unui păr uman.” Taylor și colegii săi au examinat această acoperire folosind un microscop și au descoperit „milioane de particule minuscule de fier suspendate în sticlă, ca stelele de pe cer”. Aceste incluziuni de fier servesc ca o sursă de proprietăți magnetice.

Studiind praful lunar, cercetători australieni de la Universitatea de Tehnologie Oamenii de știință din Queensland au descoperit că bulele microscopice de sticlă care alcătuiesc compoziția sa conțin o substanță poroasă constând din nanoparticule.

Multe dintre proprietățile ciudate ale solului lunar se explică prin prezența unui număr mare de nanoparticule în el, a căror origine este încă necunoscută, deoarece particule atât de mici nu pot fi obținute nici măcar prin măcinarea rocilor Lunii.

Oamenii de știință au reușit să obțină o imagine tridimensională a substanței conținute în ele și, în loc de gazul așteptat, au descoperit o substanță foarte poroasă care conținea un numar mare de nanoparticule Și asta înseamnă că spațiul nu are nimic de-a face cu originea nanoparticulelor - ele s-au „născut” înaintea bulelor de sticlă.

Mișcarea unei particule individuale de praf seamănă cu un pendul sau cu un proces oscilator.
Am stabilit că aceasta este o nouă clasă de mișcare a prafului. (!!)