月は常に面白くなり続けています！しかし、今では、極地のクレーターを探査することは当初考えられていたよりもはるかに困難で危険である可能性があるという「衝撃的な」ニュースが出ています。新しい調査によると、太陽風が極のクレーターの縁などの月の自然の障害物の上を流れると、クレーターが数百ボルトに帯電する可能性があります。 「一言で言えば、極クレーターは非常に異常な電気環境であり、特にこれらのクレーターの底で大きな表面帯電が発生している可能性があることを発見しました」と、ゴダード宇宙飛行センターのウィリアムファレルは、月の環境に関する新しい研究。
太陽に対する月の向きにより、極のクレーターの底が永久的な影に保たれ、気温が華氏マイナス400度未満に下がり、水のような揮発性物質を何十億年も保管するのに十分な低温になります。そしてもちろん、宇宙飛行士が月に戻る場合、これらのクレーターにある可能性のあるリソースは、将来の探検家にとって興味深いものです。
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「しかし、私たちの研究は、邪悪な寒さに加えて、月のクレーターの下部にある探検家やロボットが複雑な電気環境にも対処しなければならない可能性があることを示唆しています。月面ドリームチームの一員であるファレルは、NASAの月面科学研究所の一部でもある、月面環境研究所の月の環境の動的応答（DREAM）プロジェクトと述べました。
クレーターへの太陽風の流入は、表面を侵食する可能性があり、最近発見された水分子に影響を与えます。静電気放電は敏感な機器を短絡させる可能性がありますが、粘着性で非常に摩耗性のある月の塵は宇宙服を摩耗させ、宇宙船内を追跡され長期間吸入されると危険な場合があります。
太陽風は、原子の負に帯電した電子と正に帯電したイオンの帯電した成分の薄いガスであり、太陽の表面から空間に絶え間なく吹いています。月は太陽に比べてわずかに傾いているだけなので、太陽風は極表面で月面をほぼ水平に流れ、ターミネーターと呼ばれる日が夜に移行する領域に沿って流れます。
研究者たちは、太陽風が極クレーターの縁を越えて流れるときに何が起こるかを発見するためにコンピューターシミュレーションを作成しました。彼らは、いくつかの点で、太陽風が地球上の風のように振る舞うことを発見しました—極地の深い谷やクレーターの床に流れ込みます。地球上の風とは異なり、太陽風の二重電子イオン組成は、山の側面や火口壁に異常な電荷を生成する可能性があります。つまり、太陽風の流れの真下にあるリムの内側です。
電子はイオンの1,000倍以上軽いため、太陽風の軽い電子は、重いイオンの前の月のクレーターまたは谷に突入し、クレーター内に負に帯電した領域を作成します。イオンは最終的に追いつきますが、電子よりも一貫して低い濃度でクレーターに雨が降ります。クレーターのこの不均衡により、内壁と床は負の電荷を帯びます。計算により、電子/イオン分離効果は、クレーターの風下のエッジで最もクレーターの内側に沿って、クレーターの床に沿って、太陽風の流れに最も近いクレーターの床で最も極端であることがわかります。この内縁に沿って、重イオンは表面に到達するのが最も困難です。電子と比較すると、それらはモーターサイクルを追うのに苦労しているトレーラーのように振る舞います。彼らは電子ほど山頂を急に曲がることはできません。
「電子はクレーターの壁と床のこの風下の端に電子雲を構築します。これは、上部に流れる密な太陽風に比べて、数百ボルトという異常に大きな負の電荷を生み出す可能性があります」とFarrellは述べています。
この風下のエッジに沿った負の電荷は、無期限に蓄積されることはありません。最終的に、負に帯電した領域と太陽風の陽イオンの間の引力により、他の異常な電流が流れます。チームは、この電流の考えられる原因の1つは、負に帯電したダストである可能性があると考えています。このダストは、負に帯電した表面で反発し、浮遊し、この高帯電領域から流れ出します。 「周回中のコマンドモジュールのアポロ宇宙飛行士は、日の出中に月の地平線にかすかな光線を確認しました。この光線は、電気的に浮かされた塵からの散乱光である可能性があります」とFarrellは述べています。さらに、アポロ17号のミッションはクレーター環境に似た場所、トーラスリトロー渓谷に上陸しました。アポロ17号の宇宙飛行士が残した月のエジェクタと隕石の実験では、極のクレーターの状況と同様に、太陽風がほぼ水平に流れているターミネーターの交差点で、ダストの影響が検出されました。
「ファレル博士と彼のチームによるこの重要な作業は、近年の月に対する私たちの見方が劇的に変化したことを示すさらなる証拠です」 「私たちが理解し始めたばかりのダイナミックで魅力的な環境があります。」
チームの次のステップには、より複雑なコンピューターモデルが含まれます。 「山の端での太陽風の膨張の影響を調べるための完全な3次元モデルを開発したいと考えています。ここで、垂直方向の拡張を調べますが、水平方向に何が起こるかについても知りたいと思います」とFarrellは言いました。 NASAは早ければ2012年に、月を周回する月の大気およびダスト環境エクスプローラー（LADEE）ミッションを開始し、チームの研究によって予測されたダストの流れを探すことができます。
この研究は、3月24日のJournal of Geophysical Researchに掲載されました。
出典：NLSI
