Луна, наш естественный спутник, всегда была объектом любопытства, изучения и поэзии. Но за пределами стихов и фотографий с Земли наука продолжает разгадывать ее тайны. Одним из самых особенных аспектов является его атмосфера, или, скорее, то, что технически известно как лунная экзосфера. В отличие от Земли, на Луне нет плотной, пригодной для дыхания атмосферы, а есть лишь чрезвычайно тонкий слой газов, который вряд ли можно считать таковым. Однако этот слой интересен своим происхождением и взаимодействием с космосом. Кроме того, информация о диковинки Луны Это также помогает лучше понять контекст.
В этой статье мы погрузимся в мир этой экзосферы: как он формируется, из чего он состоит, какие процессы его поддерживают и даже о том, какие диковинки открыли нам космические миссии. Давайте рассмотрим все с научной строгостью, но и доступным языком, чтобы каждый мог понять, что на самом деле происходит вокруг Луны.
Есть ли у Луны атмосфера?
Если под атмосферой понимать плотный слой газов, подобный земному, то На Луне нет атмосферы в классическом смысле.. Однако вокруг него находится очень тонкий слой атомов и молекул, настолько легких и рассеянных, что они редко сталкиваются друг с другом. Этот слой называется экзосфера и заметно отличается от земной атмосферы, которая гораздо плотнее. Интересно сравнение между ними, как подробно описано в Луна как спутник.
Чтобы дать нам представление, в одном кубическом сантиметре атмосферы Земли содержится примерно 100 миллиардов миллиардов молекул. В лунной атмосфере это число падает примерно до 100 молекул. То есть он настолько пуст, что фактически представляет собой пустое пространство, хотя технически имеет обнаруживаемый газообразный состав.
Во многом это связано с тем, низкая лунная гравитация. Ее вторая космическая скорость — минимальная скорость, необходимая частице для выхода в космос — составляет всего 2.400 м/с (по сравнению с 11.200 XNUMX м/с на Земле). При такой слабой гравитации, газообразные частицы легко улетают в космос, препятствуя образованию плотной и стабильной атмосферы. Динамика этого явления может быть связана с информацией о штормовые нагоны которые также влияют на небесные тела.
Хотя кажется, что ничего нет, эта очень тонкая атмосфера имеет общая масса оценивается примерно в 25.000 XNUMX кг, размером примерно с целый грузовик. Кроме того, он постоянно меняется: днем тепло Солнца расширяет его к поверхности, а ночью частицы охлаждаются и падают обратно вниз.
Происхождение лунной экзосферы
Происхождение этой экзосферы является предметом споров уже несколько десятилетий. Однако недавние исследования, проведенные учеными из Массачусетский технологический институт и Чикагский университет, совпадающие с предыдущими и параллельными исследованиями таких организаций, как НАСА, подтвердили, что основным виновником является явление, известное как ударное испарение. Связь между столкновениями и лунной атмосферой имеет решающее значение для понимания ее эволюции.
Что это значит? По сути, лунная поверхность постоянно подвергается воздействию бомбардировка микрометеоритами. Они такие же маленькие, как пылинки, но когда они сталкиваются, они создают температуру, которая достигает от 2000 и 6000ºC. Эти экстремальные температуры Они испаряют атомы земли, которые высвобождаются и остаются плавать некоторое время вращался вокруг Луны.
Второй процесс называется ионное распыление или распыление также вносит свой вклад. Это происходит, когда заряженные частицы солнечного ветра, в основном протоны, сталкиваются с поверхностью Луны и отрывают атомы, которые затем становятся частью экзосферы. В отличие от микрометеоритов солнечный ветер не испаряет так много тяжелого материала, поэтому его вклад меньше. Это явление связано с контекстом миссии на Луну.
Последние исследования показывают, что приблизительно 70% лунной экзосферы образовалось в результате падения метеоритов.В то время как 30% приходится на солнечный ветер. Оба процесса удалось изучить очень подробно благодаря образцы из программы Аполлон и использование изотопов таких элементов, как калий и рубидий.
Из чего состоит лунная атмосфера?
Хотя лунная атмосфера крошечная по сравнению с земной, Да, в нем было обнаружено несколько газов и атомов.. Благодаря наземным спектрометрам, космическим зондам и экспериментам с образцами «Аполлона» были обнаружены следующие компоненты. Состав этих газов может предоставить ценную информацию о события в небе.
- Гелий и аргон: Это самые распространённые элементы, обнаруженные в ходе программы «Аполлон» и других миссий.
- Натрий и калий: были идентифицированы благодаря последующим наземным наблюдениям.
- Кислород, азот, метан, оксид углерода и диоксид углерода: присутствуют в следах, вероятно, в результате ударов.
- Радиоактивные изотопы радона и полония: обнаруженный зондом Lunar Prospector, мог происходить из недр Луны.
- Молекулы воды в виде льда: Предполагается, что они существуют в некоторых постоянно затененных полярных кратерах.
Наличие этих соединений указывает на то, что Луна не полностью химически мертв. На самом деле, известно, что даже некоторые молекулы воды могли бы выжить на ее поверхности, если бы находились в холодных районах, защищенных от Солнца. Исследование этих молекул воды имеет значение для понимания разные луны Солнечной системы.
Влияние космических миссий
Миссии «Аполлон» сыграли основополагающую роль в нашем понимании лунной атмосферы. Не только потому, что они привезли образцы лунного грунта, но и потому, что приборы и сами астронавты изменили близлежащую атмосферу путем выпуска газов при выдохе или во время выхода в открытый космос (ВКД). Предполагается, что Лунные модули могли локально загрязнить лунную атмосферу. с газами, эквивалентными его общей массе, хотя большая их часть уже исчезла.
Кроме того, более поздние миссии, такие как LADEE (Исследователь лунной атмосферы и пылевой среды) продолжили изучение этой экзосферы. Запущенный в 2013 году, этот зонд собрал ценную информацию, подтверждающую важность ударов и распыления как ключевых процессов. Это также позволило наблюдать изменения плотности во время таких явлений, как затмения y метеоритные дожди, подтверждая активную динамику лунной атмосферы. Эта динамика имеет важное значение для понимания таких явлений, как метеорный поток Ориониды.
Даже в последние годы НАСА запускало такие миссии, как Minotaur 5, целью которых является изучение лунной пыли и близлежащих газов с помощью оптических лазерных систем. Все это с целью продолжения составить более ясную картину лунной среды, что крайне необходимо, если мы когда-либо захотим создать там постоянные базы. Планирование этих баз связано с исследованиями колонизация Марса.
Почему важно понимать лунную атмосферу?
Изучение этого слабого газообразного слоя может показаться неактуальным, но это не так. Во-первых, потому что это помогает нам понять динамическая и геологическая история Луны. Знание того, как микрометеориты и солнечный ветер сформировали ее поверхность, дает нам подсказки об эволюции других тел без атмосферы, таких как астероиды и марсианские луны. Этот анализ также имеет основополагающее значение для понимания таких явлений, как происхождение луны.
Во-вторых, это ключ к будущие человеческие миссии. Создание базы на Луне потребует точного понимания того, какие элементы присутствуют в ее среде, как они реагируют с течением времени и как они могут мешать работе приборов. Конечно, это также может помочь защитить астронавтов от солнечное и космическое излучение при отсутствии защитной атмосферы.
Это исследование способствует расширению знаний о процессы космического выветривания во внутренней части Солнечной системы. Полученные на Луне знания можно применить при исследовании других мест, таких как Спутник Марса Фобосили даже околоземные астероиды.
Экзосфера Луны, хотя и крайне разреженная, представляет собой естественную лабораторию для изучения фундаментальных процессов в космосе. В отличие от того, что считалось в прошлом, Луна — это не просто мертвая скала. Это тело, которое продолжает взаимодействовать со своим пространственным окружением, и оно еще многому может нас научить, если мы продолжим уделять ему внимание.
