Mặt trăng luôn trở nên thú vị hơn mọi lúc! Nhưng bây giờ đến tin tức gây sốc của người Viking rằng việc khám phá các miệng hố cực có thể khó khăn và nguy hiểm hơn nhiều so với suy nghĩ ban đầu. Nghiên cứu mới cho thấy, khi gió mặt trời chảy qua các vật cản tự nhiên trên mặt trăng, chẳng hạn như vành của các miệng hố ở hai cực, các miệng hố có thể bị tích điện tới hàng trăm volt. Tóm lại, những gì chúng tôi tìm thấy là các miệng hố cực là môi trường điện rất khác thường, và đặc biệt có thể có bề mặt lớn tích điện ở dưới đáy các miệng hố này, ông William Farrell từ Trung tâm bay không gian Goddard, tác giả chính của một nghiên cứu mới về môi trường của Mặt trăng.
Hướng mặt trăng hướng về mặt trời giữ cho đáy của các miệng hố cực trong bóng tối vĩnh viễn, cho phép nhiệt độ ở đó giảm xuống dưới âm 400 độ F, đủ lạnh để lưu trữ vật liệu dễ bay hơi như nước trong hàng tỷ năm. Và tất nhiên, bất kỳ tài nguyên nào có thể nằm trong các miệng hố đó đều là mối quan tâm của bất kỳ nhà thám hiểm nào trong tương lai, nếu các phi hành gia trở lại Mặt trăng.
[/ chú thích]
Tuy nhiên, nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, ngoài cái lạnh độc ác, các nhà thám hiểm và robot ở đáy các miệng núi lửa cực có thể phải đối mặt với một môi trường điện phức tạp, có thể ảnh hưởng đến hóa học bề mặt, phóng tĩnh điện và bám bụi, Cha cho biết Farrell, một thành viên của Nhóm Giấc mơ Mặt trăng - Dự án Phản ứng năng động của Viện Khoa học Mặt trăng (DREAM), cũng là một phần của Viện Khoa học Mặt trăng của NASA.
Luồng gió mặt trời vào các miệng hố có thể làm xói mòn bề mặt, ảnh hưởng đến các phân tử nước được phát hiện gần đây. Phóng tĩnh có thể rút ngắn các thiết bị nhạy cảm, trong khi bụi mặt trăng dính và cực kỳ mài mòn có thể làm hao mòn đồ đạc và có thể nguy hiểm nếu được theo dõi bên trong tàu vũ trụ và hít phải trong thời gian dài.
Gió mặt trời là một loại khí mỏng gồm các thành phần tích điện của các nguyên tử - các electron tích điện âm và các ion tích điện dương - liên tục thổi từ bề mặt mặt trời vào không gian. Do mặt trăng chỉ hơi nghiêng so với mặt trời, gió mặt trời chảy gần như theo chiều ngang trên bề mặt mặt trăng ở hai cực và dọc theo khu vực nơi chuyển đổi ngày sang đêm, được gọi là kẻ hủy diệt.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các mô phỏng máy tính để khám phá những gì xảy ra khi gió mặt trời chảy qua vành của các miệng hố cực. Họ phát hiện ra rằng theo một cách nào đó, gió mặt trời hành xử giống như gió trên Trái đất - chảy vào các thung lũng cực sâu và sàn miệng núi lửa. Không giống như gió trên Trái đất, thành phần ion-ion kép của gió mặt trời có thể tạo ra một điện tích bất thường ở bên sườn núi hoặc tường miệng núi lửa; đó là, ở bên trong vành ngay dưới luồng gió mặt trời.
Vì các electron nhẹ hơn 1.000 lần so với các ion, các electron nhẹ hơn trong gió mặt trời lao vào miệng núi lửa hoặc thung lũng phía trước các ion nặng, tạo ra một vùng tích điện âm bên trong miệng núi lửa. Các ion cuối cùng cũng bắt kịp, nhưng mưa vào miệng núi lửa ở nồng độ thấp hơn so với các electron. Sự mất cân bằng này trong miệng núi lửa làm cho các bức tường và sàn bên trong có được một điện tích âm. Các tính toán cho thấy hiệu ứng tách electron / ion là cực đoan nhất trên cạnh miệng núi lửa - dọc theo tường miệng núi lửa và tại tầng miệng núi lửa gần nhất với luồng gió mặt trời. Dọc theo rìa bên trong này, các ion nặng gặp khó khăn lớn nhất khi lên bề mặt. So với các điện tử, chúng hoạt động như một xe đầu kéo đang vật lộn để đi theo một chiếc xe máy; họ chỉ có thể thực hiện một bước ngoặt sắc bén trên đỉnh núi như các electron.
Farrell cho biết, các electron tạo ra một đám mây điện tử ở cạnh leeward của tường và sàn miệng núi lửa, có thể tạo ra một điện tích âm lớn bất thường của vài trăm Volts so với gió mặt trời dày đặc chảy trên đỉnh, Farrell nói.
Các điện tích âm dọc theo cạnh leeward này đã giành chiến thắng xây dựng vô thời hạn. Cuối cùng, sự hấp dẫn giữa vùng tích điện âm và các ion dương trong gió mặt trời sẽ khiến một số dòng điện bất thường khác chảy qua. Nhóm nghiên cứu tin rằng một nguồn có thể cho dòng điện này có thể là bụi tích điện âm bị đẩy lùi bởi bề mặt mang điện tích âm, bị bay lên và chảy ra khỏi khu vực tích điện cao này. Farrell cho biết, các phi hành gia Apollo trong Mô-đun chỉ huy quay quanh đã nhìn thấy những tia sáng mờ nhạt trên đường chân trời mặt trăng trong ánh bình minh có thể bị tán xạ ánh sáng từ bụi bẩn trên điện. Ngoài ra, nhiệm vụ Apollo 17 đã hạ cánh tại một địa điểm tương tự như môi trường miệng núi lửa - thung lũng Taurus-Littrow. Thí nghiệm Lunar Ejecta và Thiên thạch do các phi hành gia Apollo 17 để lại đã phát hiện ra các tác động từ bụi tại các điểm giao cắt nơi gió mặt trời chảy gần như ngang, tương tự như tình huống trên các miệng hố cực.
Công trình quan trọng này của Tiến sĩ Farrell và nhóm của ông là bằng chứng nữa cho thấy quan điểm của chúng ta về mặt trăng đã thay đổi đáng kể trong những năm gần đây, ông Keith Schmidt, phó giám đốc Viện Khoa học Mặt trăng của NASA tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA, Moffett Field, Calif . Có một môi trường năng động và hấp dẫn mà chúng ta chỉ mới bắt đầu hiểu.
Các bước tiếp theo cho nhóm bao gồm các mô hình máy tính phức tạp hơn. Chúng tôi muốn phát triển một mô hình ba chiều đầy đủ để kiểm tra ảnh hưởng của việc mở rộng gió mặt trời quanh rìa của một ngọn núi. Bây giờ chúng tôi kiểm tra sự mở rộng theo chiều dọc, nhưng chúng tôi cũng muốn biết điều gì xảy ra theo chiều ngang, Farrell nói. Đầu năm 2012, NASA sẽ khởi động sứ mệnh thám hiểm môi trường bụi và khí quyển mặt trăng (LADEE) sẽ quay quanh mặt trăng và có thể tìm kiếm các luồng bụi được dự đoán bởi nghiên cứu của nhóm nghiên cứu.
Nghiên cứu được công bố ngày 24 tháng 3 trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý.
Nguồn: NLSI
