Abba vakuuma kamerā karājas viens modernas krāsas grauds. Attēla kredīts: NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Katru rītu Mians Abbass ieiet savā laboratorijā un apsēžas, lai pārbaudītu - vienu putekļu kodi. Zenam līdzīgs, viņš pēta to pašu plankumu, kas suspendēts basketbola lieluma vakuuma kamerā 10–12 dienas.
Viņa piesaistītās uzmanības mikroskopiskais objekts nav tikai kādas vecas putekļu daļiņas. Tas ir mērens. Pa vienam Abbas mēra atsevišķu putekļu graudu īpašības, ko 1972. gadā atgriezuši Apollo 17 astronauti un Krievijas kosmosa kuģis Luna-24, kas 1976. gadā nolaidās uz Mēness.
"Eksperimenti ar atsevišķiem graudiem palīdz mums saprast dažas no savādām un sarežģītām moondust īpašībām," saka Abbas. Šīs zināšanas ir svarīgas. Saskaņā ar NASA Vīziju kosmosa izpētē astronauti uz Mēness atgriezīsies līdz 2018. gadam, un viņiem nāksies saskarties ar daudzām mēbelēm.
Divpadsmit Apollo astronauti, kas staigāja uz Mēness laika posmā no 1969. līdz 1972. gadam, visus pārsteidza, cik “lipīga” mēnesspēja bija. Putekļi iekļuva uz visa, sabojājot instrumentus un kosmosa tērpus. Iekārtas, kas melnas ar putekļiem, absorbēja saules gaismu un tām bija tendence pārkarst. Tā bija reāla problēma.
Daudzi pētnieki uzskata, ka moondustam ir smags statiskas pieķeršanās gadījums: tas ir elektriski uzlādēts. Mēness dienā intensīva ultravioletā (UV) gaisma no saules izspiež elektronus no pulverveida putraimiem. Tādējādi putekļu graudi uz mēness dienasgaismas virsmas kļūst pozitīvi uzlādēti.
Galu galā atbaidošie lādiņi kļūst tik spēcīgi, ka graudi tiek izmesti no virsmas “kā lielgabala lodes”, saka Abbas, liekot kilometrus virs Mēness, līdz gravitācijas dēļ tie atkal nokrīt zemē. Mēness var būt šo lidojošo putekļu virtuāla atmosfēra, pieturoties pie astronautiem no augšas un no apakšas.
Vai arī teorija iet.
Bet vai Mēness putekļu graudi patiešām kļūst pozitīvi uzlādēti, kad tos apgaismo ultravioletā gaisma? Ja jā, kuri graudi tiek skarti visvairāk - lielie graudi vai mazie graudi? Un ko moondust dara, kad tas ir uzlādēts?
Šie ir jautājumi, kurus Abbas pēta savā “Putekļainās plazmas laboratorijā” Nacionālajā kosmosa zinātnes un tehnoloģiju centrā Hantsvilā, Alabamas štatā. Kopā ar kolēģiem Polu Krevenu un doktorantu Dragana Tankosicu Abbas kamerā ievada vienu Mēness putekļu graudu un “notver” to, izmantojot elektriskā spēka laukus. (Inžektors dod nelielu graudu piepūli, ļaujot to apstrādāt ar elektriskiem laukiem.) Kad graudi tiek turēti suspendēti burtiski gaisa vidē, tie “sūknē kameru līdz 10–5 torriem, lai modelētu Mēness vakuumu”.
Tālāk nāk uzbudinošā daļa: Abbas uz graudiem spīd UV lāzeru. Kā gaidīts, putekļi tiek “uzlādēti” un tie sāk kustēties. Pielāgojot kameras elektriskos laukus ar rūpīgu rūpību, Abbas var saglabāt graudus centrā; viņš var izmērīt tā mainīgo lādiņu un izpētīt tā aizraujošās īpašības.
Tāpat kā Apollo astronauti, Abbas jau ir atklājis dažus pārsteigumus - kaut arī viņa eksperiments vēl nav izdarīts uz pusi.
“Mēs esam atraduši divas lietas,” saka Abbas. “Pirmkārt, ultravioletā gaisma uzlādē mēreni 10 reizes vairāk, nekā teorija prognozē. Otrkārt, lielāki graudi (no 1 līdz 2 mikrometriem) uzlādē vairāk nekā mazāki graudi (0,5 mikrometri), tieši pretēji tam, ko teorija prognozē. ”
Skaidrs, ka ir daudz ko mācīties. Piemēram, kas notiek naktī, kad saule riet un UV gaisma iet prom?
Tā ir Abbas eksperimenta otrā puse, kuru viņš cer veikt 2006. gada sākumā. Tā vietā, lai ultravioleto lāzeru spīdētu uz atsevišķām Mēness daļiņām, viņš plāno bombardēt putekļus ar elektronu staru no elektronu pistoles. Kāpēc elektroni? Teorija paredz, ka Mēness putekļi naktī var iegūt negatīvu lādiņu, jo saules vējā tos bombardē brīvie elektroni, tas ir, no saules plūstošās daļiņas, kas izliekas ap Mēnesi un skar nakts tumšo augsni.
Kad Apollo astronauti apmeklēja Mēnesi pirms 30 gadiem, viņi nolaidās dienasgaismā un izlidoja pirms saulrieta. Viņi nekad nepalika naktī, tāpēc tam, kas notika ar mēness iestāšanos pēc tumsas, nebija nozīmes. Tas mainīsies: nākamās paaudzes pētnieki paliks daudz ilgāk nekā to darīja Apollo astronauti, galu galā izveidojot pastāvīgu priekšposteni. Viņiem jāzina, kā moondust uzvedas visu diennakti?
Esiet informēts par Dusty Plasma Lab atbildēm.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
