Eno zrno mesečevega prahu visi v Abbini vakuumski komori. Kredit slike: NASA Kliknite za povečavo
Vsako jutro Mian Abbas vstopi v svoj laboratorij in se usede za pregled – en sam košček prahu. Podobno zenu preučuje isto piko, obešeno v vakuumski komori velikosti košarke, kar 10 do 12 dni.
Mikroskopski predmet njegove navdušene pozornosti ni samo kakšen stari prašni delec. To je mesečev prah. Abbas enega za drugim meri lastnosti posameznih prašnih zrn, ki so jih leta 1972 vrnili astronavti Apolla 17 in rusko vesoljsko plovilo Luna-24, ki je pristalo na Luni leta 1976.
'Poskusi na posameznih zrnih nam pomagajo razumeti nekatere čudne in zapletene lastnosti mesečevega prahu,' pravi Abbas. To znanje je pomembno. Glede na Nasin Vision for Space Exploration, bodo astronavti spet na Luni do leta 2018 – in morali se bodo soočiti z veliko mesečnega prahu.
Ducat astronavtov Apolla, ki so hodili po Luni med letoma 1969 in 1972, je bilo presenečenih nad tem, kako 'lepljiv' je bil mesečev prah. Prah je prišel na vse, umazano orodje in vesoljske obleke. Oprema, ki je počrnela od prahu, je absorbirala sončno svetlobo in se pregrevala. To je bil resničen problem.
Mnogi raziskovalci verjamejo, da ima mesečev prah hud primer statične oprijemljivosti: je električno nabit. V luninem dnevu intenzivna ultravijolična (UV) svetloba sonca izbije elektrone iz prahu. Prašna zrna na dnevni osvetljeni površini lune postanejo tako pozitivno nabita.
Sčasoma odbojni naboji postanejo tako močni, da se zrnca izstrelijo s površine 'kot topovske krogle', pravi Abas, ki se vije kilometre nad luno, dokler jih gravitacija ne prisili, da spet padejo nazaj na tla. Luna ima morda virtualno vzdušje tega letečega prahu, ki se drži astronavtov od zgoraj in spodaj.
Ali tako govori teorija.
Toda ali zrna luninega prahu resnično postanejo pozitivno nabita, ko jih osvetli ultravijolična svetloba? Če je odgovor pritrdilen, katera zrna so najbolj prizadeta – velika ali drobna zrna? In kaj počne moondust, ko je napolnjen?
To so vprašanja, ki jih Abbas raziskuje v svojem 'Laboratoriju za prahu plazme' v Nacionalnem centru za vesoljsko znanost in tehnologijo v Huntsvillu v Alabami. Skupaj s kolegoma Paulom Cravenom in doktorandko Dragano Tankosić Abbas vbrizga eno zrno luninega prahu v komoro in ga 'ujame' z uporabo električnih polj. (Injektor daje zrnu rahel naboj, kar omogoča, da ga lahko obvladajo električna polja.) Z zrnom, ki ga držijo dobesedno v zraku, »zmrznejo komoro na 10–5 torov, da simulirajo lunin vakuum«.
Sledi očarljivi del: Abbas obsije z UV laserjem na zrno. Po pričakovanjih se prah 'napolni' in se začne premikati. Z skrbnim prilagajanjem električnih polj komore lahko Abas ohrani zrno v središču; lahko izmeri njegov spreminjajoči se naboj in razišče njegove fascinantne značilnosti.
Tako kot astronavti Apollo je tudi Abbas že odkril nekaj presenečenj – čeprav njegov eksperiment še ni napol opravljen.
'Našli smo dve stvari,' pravi Abbas. »Prvič, ultravijolična svetloba napolni mesečev prah 10-krat več, kot predvideva teorija. Drugič, večja zrna (1 do 2 mikrometra v premeru) napolnijo več kot manjša zrna (0,5 mikrometra), ravno nasprotno od tega, kar predvideva teorija.
Jasno je, da se je treba veliko naučiti. Na primer, kaj se zgodi ponoči, ko sonce zaide in UV svetloba izgine?
To je druga polovica Abbasovega eksperimenta, za katerega upa, da ga bo izvedel v začetku leta 2006. Namesto da bi z UV laserjem osvetlil posamezen lunin delec, namerava prah bombardirati s snopom elektronov iz elektronske pištole. Zakaj elektroni? Teorija predvideva, da lahko lunin prah ponoči pridobi negativen naboj, ker ga bombardirajo prosti elektroni v sončnem vetru – to je delci, ki se pretakajo iz sonca, ki se zavijejo za luno in udarijo v nočno temno zemljo.
Ko so astronavti Apolla obiskali Luno pred več kot 30 leti, so pristali pri dnevni svetlobi in odšli pred sončnim zahodom. Nikoli niso prenočili, zato ni bilo pomembno, kaj se je zgodilo z mesečevim prahom po temi. To se bo spremenilo: naslednja generacija raziskovalcev bo ostala veliko dlje kot astronavti Apollo, sčasoma pa bodo postavili stalno postojanko. Morali bodo vedeti, kako se mesečev prah obnaša 24 ur na dan?
Spremljajte odgovore iz laboratorija Dusty Plasma Lab.
Originalni vir: NASA-ino sporočilo za javnost
