Một hạt moondust duy nhất treo lơ lửng trong buồng chân không Abba. Tín dụng hình ảnh: NASA Bấm để phóng to
Mỗi buổi sáng, Mian Abbas vào phòng thí nghiệm của mình và ngồi xuống để kiểm tra một vệt bụi. Giống như Zen, anh ta nghiên cứu cùng một đốm lơ lửng bên trong buồng chân không cỡ quả bóng rổ trong vòng 10 đến 12 ngày.
Đối tượng siêu nhỏ của sự chú ý say mê của anh ta không chỉ là bất kỳ hạt bụi cũ nào. Nó moondust. Từng người một, Abbas đang đo các thuộc tính của các hạt bụi riêng lẻ được các phi hành gia Apollo 17 trả lại vào năm 1972 và tàu vũ trụ trở về mẫu Luna-24 của Nga đã hạ cánh trên Mặt trăng vào năm 1976.
Các thí nghiệm về các hạt đơn lẻ đang giúp chúng ta hiểu một số tính chất lạ và phức tạp của moondust, theo ông Abbas. Kiến thức này rất quan trọng. Theo NASA Vision Vision for Space Thám hiểm, các phi hành gia sẽ trở lại trên mặt trăng vào năm 2018 và họ sẽ phải đối phó với rất nhiều moondust.
Hàng chục phi hành gia Apollo đã đi trên mặt trăng trong khoảng thời gian từ 1969 đến 1972 đều ngạc nhiên về cách thức mà dính vào moondust. Bụi bám vào mọi thứ, làm bẩn dụng cụ và đồ đạc. Thiết bị bị đen bởi bụi hấp thụ ánh sáng mặt trời và có xu hướng quá nóng. Đó là một vấn đề thực sự.
Nhiều nhà nghiên cứu tin rằng moondust có một trường hợp nghiêm trọng của sự bám tĩnh: nó có điện tích. Vào ban ngày mặt trăng, ánh sáng cực tím (UV) cực mạnh từ mặt trời đánh bật các electron ra khỏi lớp bột mịn. Các hạt bụi trên bề mặt ánh sáng ban ngày mặt trăng trở nên tích điện dương.
Cuối cùng, các lực đẩy đáng sợ trở nên mạnh đến nỗi các hạt được phóng ra khỏi bề mặt giống như súng thần công, ông nói, Abbas, buộc hàng km trên mặt trăng cho đến khi trọng lực khiến chúng rơi trở lại mặt đất. Mặt trăng có thể có một bầu không khí ảo của bụi bay này, bám vào các phi hành gia từ trên và dưới.
Hoặc vì vậy theo lý thuyết.
Nhưng các hạt bụi mặt trăng có thực sự tích điện dương khi được chiếu sáng bởi tia cực tím không? Nếu vậy, loại ngũ cốc nào bị ảnh hưởng nhiều nhất là hạt lớn hay hạt nhỏ? Và moondust làm gì khi nó bị tính phí?
Đây là những câu hỏi mà Abbas đang điều tra trong Phòng thí nghiệm Plasma Dusty Plasma của mình tại Trung tâm Khoa học và Công nghệ Vũ trụ Quốc gia ở Huntsville, Alabama. Cùng với các đồng nghiệp Paul Craven và sinh viên tiến sĩ Dragana Tankosic, Abbas bơm một hạt bụi mặt trăng vào một căn phòng và bắt được nó bằng cách sử dụng các trường lực điện. (Người tiêm cung cấp cho hạt một điện tích nhẹ, cho phép nó được xử lý bằng điện trường.) Với hạt được treo lơ lửng trong không trung, họ đã bơm buồng xuống 10-5 torr để mô phỏng chân không mặt trăng.
Tiếp đến là phần mê hoặc: Abbas chiếu tia UV vào hạt. Đúng như dự đoán, bụi đã được nạp điện lên thành công và nó bắt đầu di chuyển. Bằng cách điều chỉnh các điện trường buồng với sự chăm sóc cẩn thận, Abbas có thể giữ hạt ở giữa; anh ta có thể đo điện tích thay đổi của nó và khám phá các đặc điểm hấp dẫn của nó.
Giống như các phi hành gia Apollo, Abbas đã phát hiện ra một số điều bất ngờ, mặc dù thí nghiệm của ông chưa được thực hiện một nửa.
Chúng tôi đã tìm thấy hai thứ, tên là Abbas. Đầu tiên, ánh sáng cực tím tích điện gấp 10 lần so với dự đoán của lý thuyết. Thứ hai, các hạt lớn hơn (1 đến 2 micromet ngang) tích điện nhiều hơn các hạt nhỏ hơn (0,5 micromet), trái ngược với những gì lý thuyết dự đoán.
Rõ ràng, có rất nhiều thứ để học. Chẳng hạn, điều gì xảy ra vào ban đêm, khi mặt trời lặn và tia UV biến mất?
Đó là nửa cuối của thí nghiệm Abbas, mà anh hy vọng sẽ chạy vào đầu năm 2006. Thay vì chiếu tia UV vào một hạt mặt trăng riêng lẻ, anh dự định bắn phá bụi bằng chùm tia điện tử từ súng điện tử. Tại sao điện tử? Lý thuyết dự đoán rằng bụi mặt trăng có thể thu được điện tích âm vào ban đêm, bởi vì nó bị bắn phá bởi các electron tự do trong gió mặt trời, đó là các hạt phát ra từ mặt trời uốn quanh mặt trăng và chạm vào vùng đất tối.
Khi các phi hành gia Apollo đến thăm Mặt trăng hơn 30 năm trước, họ đã hạ cánh vào ban ngày và khởi hành trước khi mặt trời lặn. Họ không bao giờ ở lại đêm, vì vậy những gì đã xảy ra với moondust sau khi tối không có vấn đề gì. Điều này sẽ thay đổi: Thế hệ các nhà thám hiểm tiếp theo sẽ còn tồn tại lâu hơn nhiều so với các phi hành gia Apollo đã làm, cuối cùng thiết lập một tiền đồn lâu dài. Họ cần phải biết, moondust cư xử thế nào với đồng hồ?
Hãy theo dõi câu trả lời từ Phòng thí nghiệm Dusty Plasma.
Nguồn gốc: NASA News Release
