Abas vakuuma kamerā karājas viens mēness putekļu graudiņš. Attēla kredīts: NASA Noklikšķiniet, lai palielinātu
Katru rītu Mians Abass ieiet savā laboratorijā un apsēžas, lai pārbaudītu — vienu putekļu traipu. Līdzīgi kā dzenam, viņš pēta vienu un to pašu plankumu, kas pakārts basketbola izmēra vakuuma kamerā 10 līdz 12 dienas.
Viņa aizrautīgās uzmanības mikroskopiskais objekts nav tikai kāda veca putekļu daļiņa. Tie ir mēness putekļi. Abass pa vienam mēra atsevišķu putekļu graudu īpašības, ko Apollo 17 astronauti atdeva 1972. gadā, un Krievijas parauga-atgriešanas kosmosa kuģa Luna-24, kas nolaidās uz Mēness 1976. gadā.
'Eksperimenti ar atsevišķiem graudiem palīdz mums izprast dažas dīvainās un sarežģītas mēness putekļu īpašības,' saka Abass. Šīs zināšanas ir svarīgas. Saskaņā ar NASA kosmosa izpētes vīziju astronauti atgriezīsies uz Mēness līdz 2018. gadam, un viņiem būs jācīnās ar daudz mēness putekļu.
Ducis Apollo astronauti, kas staigāja uz Mēness no 1969. līdz 1972. gadam, visi bija pārsteigti par to, cik “lipīgi” bija mēness putekļi. Putekļi nokļuva uz visa, sasmērēja instrumentus un skafandrus. Iekārtas, kuras nomelnēja putekļi, absorbēja saules gaismu un mēdza pārkarst. Tā bija reāla problēma.
Daudzi pētnieki uzskata, ka mēness putekļiem ir nopietna statiskā pieķeršanās: tie ir elektriski uzlādēti. Mēness dienas laikā intensīva ultravioletā (UV) gaisma no saules izsit elektronus no pulverveida smiltīm. Tādējādi putekļu graudi uz Mēness dienasgaismas virsmas kļūst pozitīvi uzlādēti.
Galu galā atbaidošie lādiņi kļūst tik spēcīgi, ka graudi tiek izlaisti no virsmas “kā lielgabala lodes”, saka Abass, liekot loku kilometrus virs Mēness, līdz gravitācija liek tiem atkal nokrist zemē. Uz Mēness var būt virtuāla šo lidojošo putekļu atmosfēra, kas pielīp astronautiem no augšas un apakšas.
Vai tā ir teorija.
Bet vai Mēness putekļu graudi patiešām kļūst pozitīvi uzlādēti, ja tos apgaismo ultravioletā gaisma? Ja jā, kuri graudi tiek ietekmēti visvairāk – lielie vai mazie graudi? Un ko dara mēness putekļi, kad tie ir uzlādēti?
Šie ir jautājumi, kurus Abass pēta savā “Putekļu plazmas laboratorijā” Nacionālajā kosmosa zinātnes un tehnoloģiju centrā Hantsvilā, Alabamas štatā. Kopā ar kolēģiem Polu Kreivenu un doktorantūras studenti Draganu Tankosiču Abass injicē vienu Mēness putekļu graudu kamerā un “noķer” to, izmantojot elektriskos spēka laukus. (Inžektors rada nelielu lādiņu graudiem, ļaujot tos apstrādāt ar elektriskiem laukiem.) Kad graudi tiek turēti burtiski suspendēti gaisā, tie “sūknē kameru līdz 10–5 torriem, lai simulētu Mēness vakuumu”.
Tālāk seko hipnotizējošā daļa: Abbas apstaro graudus ar UV lāzeru. Kā paredzēts, putekļi “uzlādējas” un sāk kustēties. Rūpīgi pielāgojot kameras elektriskos laukus, Abbas var noturēt graudu centrā; viņš var izmērīt tā mainīgo lādiņu un izpētīt tās aizraujošās īpašības.
Tāpat kā Apollo astronauti, Abass jau ir atklājis dažus pārsteigumus, lai gan viņa eksperiments vēl nav pusē.
'Mēs esam atraduši divas lietas,' saka Abass. 'Pirmkārt, ultravioletā gaisma uzlādē mēness putekļus 10 reizes vairāk, nekā prognozē teorija. Otrkārt, lielāki graudi (1 līdz 2 mikrometri šķērsām) uzlādē vairāk nekā mazāki graudi (0,5 mikrometri), tieši pretēji tam, ko prognozē teorija.
Skaidrs, ka ir daudz ko mācīties. Piemēram, kas notiek naktī, kad saule riet un UV gaisma pazūd?
Tā ir Abasa eksperimenta otrā puse, ko viņš cer veikt 2006. gada sākumā. Tā vietā, lai spīdētu ar UV lāzeru uz atsevišķu Mēness daļiņu, viņš plāno bombardēt putekļus ar elektronu staru no elektronu lielgabala. Kāpēc elektroni? Teorija paredz, ka Mēness putekļi naktī var iegūt negatīvu lādiņu, jo tos bombardē brīvie elektroni saules vējā, tas ir, daļiņas, kas plūst no saules, kas izliekas aiz mēness un ietriecas nakts tumšajā augsnē.
Kad Apollo astronauti apmeklēja Mēnesi pirms 30+ gadiem, viņi nolaidās dienasgaismā un devās ceļā pirms saulrieta. Viņi nekad nepalika pa nakti, tāpēc tam, kas notika ar mēness putekļiem pēc tumsas iestāšanās, nebija nozīmes. Tas mainīsies: nākamā pētnieku paaudze paliks daudz ilgāk nekā Apollo astronauti, galu galā izveidojot pastāvīgu priekšposteni. Viņiem būs jāzina, kā mēness putekļi uzvedas visu diennakti?
Sekojiet līdzi atbildēm no Dusty Plasma Lab.
Sākotnējais avots: NASA ziņu izlaidums
