Es gibt Zeiten, in denen der Mond eine schwache Atmosphäre aus sich bewegenden Staubpartikeln zu haben scheint, die von der Mondoberfläche aufspringen und auf diese zurückfallen. Diese Beobachtungen, die erstmals während der Zeit von Surveyor und Apollo gesehen wurden, waren völlig unerwartet, und Wissenschaftler versuchen heute noch, dieses Phänomen zu verstehen.
Der erste Hinweis darauf, dass etwas Seltsames mit der Mondoberfläche vor sich ging, war in den 1960er Jahren, als Kameras des Vermessungsraumfahrzeugs, die in Richtung des westlichen Horizonts zeigten, eine hellere schwebende Wolke bemerkten, die mehrere Stunden anhielt.
"Es gibt viele andere Beobachtungen dieser Art", sagte Dr. Mihaly Horanyi vom Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik der Universität von Colorado Boulder. „Zum Beispiel hatten die Astronauten in den Apollo-Befehlsmodulen, die sich in der Umlaufbahn um den Mond befanden, gehofft, Bilder des dunklen Himmels aufzunehmen, aber natürlich gibt es im interplanetaren Raum Streulicht vom Staub. Aber die Helligkeit schien auch der Mondoberfläche zu folgen, was darauf hinweist, dass irgendwie Staub von der Mondoberfläche kommt. “
Während Astronauten von Apollo 8, 10 und 15 alle über solche Staubwolken berichteten, sah und skizzierte Apollo 17 1972 wiederholt etwa 10 Sekunden lang sogenannte „Bänder“, „Luftschlangen“ oder „Dämmerungsstrahlen“, bevor der Mondsonnenaufgang oder der Monduntergang einsetzte.
Zusätzlich zu Apollo 17 befand sich auf Apollo 17 ein Staubdetektor, der von den Astronauten auf der Oberfläche angebracht wurde, das Experiment Lunar Ejecta and Meteorite, mit dem die Auswirkungen von Mikrometeoriten auf den Mond mit hoher Geschwindigkeit gemessen werden sollten.
"Stattdessen zeigten die Messungen einen Anstieg der Partikelflüsse, der hundertfach anstieg, als der Tag zur Nacht wurde und die Nacht an diesem Ort auf dem Mond zum Tag wurde", sagte Horanyi.
„Jede einzelne dieser Messungen hat irgendwie eine alternative Erklärung. Es scheint jedoch, dass der gesamte Körper dieser Beobachtungen am besten dadurch erklärt werden kann, dass man erkennt, dass sich Staub - selbst auf einem luftlosen Körper - bewegen und zum Leben erwecken kann. “
Obwohl der Mond keine Atmosphäre hat, sagte Horanyi, dass andere Prozesse, die wahrscheinlich mit der Plasma- und Strahlungsumgebung des Mondes zusammenhängen, „die elektrodynamischen Prozesse der oberflächennahen Mondumgebung sind, die ausreichend starke elektrische Felder und die Oberfläche haben können genug elektrostatische Ladungen, die den Staub befreien und ihn irgendwie mischen oder über die Oberfläche bewegen können. “
Mit anderen Worten, durch elektrostatische Aufladung der Mondoberfläche schwebt der Staub und fällt - irgendwie - durch Änderungen des Sonnenlichts aus.
Horanyi sagte, dass solche Dinge an anderen luftlosen Körpern gesehen wurden, wie an Merkur, Kometen und Asteroiden.
"Zum Beispiel die Beinahe-Landung auf dem Asteroiden Eros", sagte Horanyi, "die Leute bemerkten, dass der Boden der Krater mit feinem Staub gefüllt ist und es nicht genug Atmosphäre gibt und der Körper sicherlich zu klein ist, haben Asteroiden-Shakes -" Die Asteroiden-Version von Erdbeben - daher ist der mögliche Transport, bei dem sich in einigen Regionen Staub ansammelt oder ansammelt und von anderen entfernt wird, höchstwahrscheinlich ein Plasmaeffekt. “
Horanyi und andere Wissenschaftler haben Laborexperimente durchgeführt, um zu versuchen, die Mondumgebung zu replizieren, um festzustellen, ob ein Staubtransport stattfindet.
„Stellen Sie sich für die erste Reihe von Experimenten nur ein Stück Oberfläche mit Staubpartikeln vor, und wir strahlen Licht auf diese Oberfläche“, sagte er, „so dass die Hälfte beleuchtet ist, die andere Hälfte nicht und so tut, als gäbe es einen Terminatorbereich , dass die Sonne auf der einen Seite untergeht und auf der anderen noch Licht scheint. Wenn Sie die Oberfläche mit geeigneten Eigenschaften beleuchten, können Sie Fotoelektronen emittieren, aber Sie emittieren nur Elektronen von der beleuchteten Seite, und einige dieser Elektronen landen auf der dunklen Seite. - Sie haben einen positiven Ladungsüberschuss auf der beleuchteten Seite und eine negative Ladung häufen sich auf der Nachtseite. Über ein paar Millimeter können Sie leicht eine Potentialdifferenz von vielleicht einem Watt oder einer Handvoll Watt erzeugen, was sich tatsächlich in kleinen, aber unglaublich starken elektrischen Feldern niederschlägt. Dies könnte wie ein Kilowatt über einem Meter sein. Aber natürlich existiert es nur über einer scharfen Grenze, und diese scharfe Grenze kann der Schlüssel sein, um zu verstehen, wie sich Staub von Anfang an bewegt. “
Horanyi sagte in dem Übergangsbereich, in dem Grenzen übereinstimmen - beleuchtete und dunkle Grenzen oder Grenzen zwischen dem Ort, an dem die Oberfläche einem Plasma ausgesetzt ist, und dem Ort, an dem dies nicht der Fall ist -, dass diese scharfen Übergänge tatsächlich die Haftung zwischen Staub und dem Rest der Oberfläche überwinden und beginnen könnten ziehen um.
"Und hier wird die Geschichte wirklich interessant", sagte er.
Hoffentlich kann eine neue Mission namens LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) helfen, dieses Rätsel zu erklären. Es soll 2013 starten und in einer niedrigen Mondumlaufbahn fliegen, die 30-50 km nahe an der Oberfläche liegt. Da die NASA möglicherweise nicht bald einen Astronauten zum Mond schickt, ist die Mission von LADEE jetzt vielleicht etwas anders als bisher angenommen, aber es gibt noch einige wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse.
Es wird drei Instrumente tragen, einen Infrarot-Imager, ein neutrales Massenspektrometer und einen Staubdetektor, an deren Bau Horanyi beteiligt ist.
"Das wird hoffentlich in der Lage sein, winzige, winzige, kleine Partikel zu messen, von denen die Leute behaupten, dass sie von der Oberfläche geschleudert werden", sagte Horanyis. "Und wir hoffen, dass diese Instrumente in Kombination diesem Argument, das wir seit Anfang der 1970er Jahre hatten, ein Ende setzen könnten, ob Staub wirklich aktiv auf der Mondoberfläche transportiert und herumgemischt wird oder nicht."
