La Luna diventa sempre più interessante! Ma ora arriva la notizia "scioccante" che esplorare i crateri polari potrebbe essere molto più difficile e pericoloso di quanto si pensasse inizialmente. Una nuova ricerca mostra che mentre il vento solare scorre su ostacoli naturali sulla luna, come i bordi dei crateri ai poli, i crateri potrebbero essere caricati a centinaia di volt. "In poche parole, quello che stiamo scoprendo è che i crateri polari sono ambienti elettrici molto insoliti, e in particolare ci può essere una grande carica superficiale sul fondo di questi crateri", ha affermato William Farrell del Goddard Space Flight Center, autore principale di una nuova ricerca sull'ambiente lunare.
L'orientamento della luna verso il sole mantiene i fondali dei crateri polari in ombra permanente, permettendo alle temperature lì di scendere sotto meno di 400 gradi Fahrenheit, abbastanza fredde da immagazzinare materiale volatile come l'acqua per miliardi di anni. E, naturalmente, tutte le risorse che potrebbero trovarsi in quei crateri sono di interesse per eventuali futuri esploratori, qualora gli astronauti dovessero mai tornare sulla Luna.
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"Tuttavia, la nostra ricerca suggerisce che, oltre al freddo malvagio, esploratori e robot sul fondo dei crateri lunari polari potrebbero dover affrontare anche un ambiente elettrico complesso, che può influenzare la chimica delle superfici, le scariche statiche e l'adesione della polvere, "Ha detto Farrell, che fa parte di un Dream Team lunare - il progetto DREAM (Dynamic Response of the Environment at the moon) del Lunar Science Institute, che fa anche parte del Lunar Science Institute della NASA.
L'afflusso di vento solare nei crateri può erodere la superficie, il che influenza le molecole d'acqua scoperte di recente. Le scariche statiche potrebbero cortocircuitare le apparecchiature sensibili, mentre la polvere lunare appiccicosa ed estremamente abrasiva potrebbe logorare le tute spaziali e potrebbe essere pericolosa se rintracciata all'interno di un veicolo spaziale e inalata per lunghi periodi.
Il vento solare è un sottile gas di componenti caricati elettricamente di atomi - elettroni caricati negativamente e ioni caricati positivamente - che soffia costantemente dalla superficie del sole nello spazio. Poiché la luna è solo leggermente inclinata rispetto al sole, il vento solare scorre quasi orizzontalmente sulla superficie lunare ai poli e lungo la regione in cui il giorno passa alla notte, chiamato terminatore.
I ricercatori hanno creato simulazioni al computer per scoprire cosa succede quando il vento solare scorre sopra i bordi dei crateri polari. Hanno scoperto che in qualche modo il vento solare si comporta come il vento sulla Terra, che scorre in profonde vallate polari e fondali di crateri. A differenza del vento sulla Terra, la doppia composizione di ioni elettroni del vento solare può creare una carica elettrica insolita sul lato della montagna o della parete del cratere; cioè, all'interno del cerchione direttamente sotto il flusso del vento solare.
Poiché gli elettroni sono oltre 1.000 volte più leggeri degli ioni, gli elettroni più leggeri nel vento solare si precipitano in un cratere lunare o in una valle davanti agli ioni pesanti, creando una regione caricata negativamente all'interno del cratere. Gli ioni alla fine raggiungono, ma piove nel cratere a concentrazioni costantemente più basse di quella degli elettroni. Questo squilibrio nel cratere fa sì che le pareti interne e il pavimento acquisiscano una carica elettrica negativa. I calcoli rivelano che l'effetto di separazione elettrone / ione è più estremo sul bordo sottovento del cratere - lungo la parete interna del cratere e sul fondo del cratere più vicino al flusso del vento solare. Lungo questo bordo interno, gli ioni pesanti hanno la maggiore difficoltà a risalire in superficie. Rispetto agli elettroni, si comportano come un rimorchio di un trattore che fatica a seguire una motocicletta; semplicemente non riescono a fare una virata brusca sulla cima della montagna come gli elettroni.
"Gli elettroni accumulano una nuvola di elettroni su questo bordo sottovento del muro e del pavimento del cratere, che può creare una carica negativa insolitamente grande di alcune centinaia di volt rispetto al denso vento solare che scorre sopra", ha detto Farrell.
La carica negativa lungo questo margine sottovento non si accumulerà indefinitamente. Alla fine, l'attrazione tra la regione caricata negativamente e gli ioni positivi nel vento solare farà fluire qualche altra corrente elettrica insolita. Il team ritiene che una possibile fonte di questa corrente potrebbe essere la polvere caricata negativamente che viene respinta dalla superficie caricata negativamente, viene levitata e scorre via da questa regione altamente carica. "Gli astronauti dell'Apollo nel modulo di comando in orbita hanno visto deboli raggi sull'orizzonte lunare durante l'alba che potrebbero essere stati dispersi di luce da polvere elettricamente loft", ha detto Farrell. “Inoltre, la missione Apollo 17 è atterrata in un sito simile a quello di un cratere: la valle Taurus-Littrow. L'esperimento lunare di Ejecta e Meteorite lasciato dagli astronauti dell'Apollo 17 ha rilevato gli impatti della polvere agli incroci di terminazione in cui il vento solare scorre quasi orizzontale, simile alla situazione sui crateri polari. ”
"Questo importante lavoro del Dr. Farrell e del suo team è un'ulteriore prova del fatto che la nostra visione sulla luna è cambiata radicalmente negli ultimi anni", ha detto Gregory Schmidt, vicedirettore del Lunar Science Institute della NASA presso il Centro Ames Research della NASA, Moffett Field, California "Ha un ambiente dinamico e affascinante che stiamo solo iniziando a capire."
I prossimi passi per il team includono modelli di computer più complessi. “Vogliamo sviluppare un modello completamente tridimensionale per esaminare gli effetti dell'espansione del vento solare attorno ai bordi di una montagna. Esaminiamo ora l'espansione verticale, ma vogliamo anche sapere cosa succede in orizzontale ", ha affermato Farrell. Già nel 2012, la NASA lancerà la missione Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) che orbiterà attorno alla luna e potrebbe cercare i flussi di polvere previsti dalla ricerca del team.
La ricerca è stata pubblicata il 24 marzo nel Journal of Geophysical Research.
Fonte: NLSI
