Imágenes de los experimentos llevados a cabo para investigar la interacción polvo, radiación, carga electrostática, gravedad para desentrañar el transporte de polvo en la superficie lunar y en la de otros cuerpos “sin aire”. El cuadro inferior es una imagen con luz estroboscópica, de la escena principal donde se han separado varias trayectorias de partículas de polvo claramente identificadas. Se incluye también (2º cuadro empezando de arriba) el resplandor fotografiado por la nave Surveyor 7 originado por la dispersión de la luz solar en la nube de polvo electrostático.. Crédito: NASA; SSERVI.
Mientras millones de personas disfrutaban de una vista espectacular de una súper luna el 14 de Diciembre, un equipo de investigación financiado por la NASA estaba revisando los resultados de los experimentos de laboratorio recientes que explican por qué el polvo “levita” en la Luna.
La investigación realizada por un miembro del Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) organizada por el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, explica cómo el polvo puede ser transportado a través de grandes regiones por encima de la superficie lunar y también en los anillos de Saturno, sin la presencia de vientos o agua que fluye.
Aprender acerca de estos procesos fundamentales es ayudar a los científicos a entender cómo se comporta el polvo y la electricidad estática en los cuerpos sin aire, y cómo afectan a los sistemas mecánicos y eléctricos de superficie. Esta y otras investigaciones en SSERVI están ayudando a la NASAa abordar las carencias de conocimiento estratégico clave para cuerpos sin atmósfera, tales como los asteroides o las lunas de Marte Fobos y Deimos, las que probablemente constituirán el trampolín a lo largo de nuestro viaje a Marte.
El estudio se basa en las observaciones de la era Apolo y en la reciente misión de la sonda Rosetta, y lleva al cierre de una pregunta de larga data sobre el transporte de polvo electrostático visto en la Luna y otros cuerpos planetarios sin atmósfera. La investigación se realizó en el Instituto de Modelado de Plasmas, Atmósferas y Polvo Cósmico en la Universidad de Colorado en Boulder, y fue publicada recientemente en el Journal of Geophysical Research Letters.
El fenómeno reportado por los astronautas de las misiones Apolo, se presenta como cintas en un patrón radial que se elevan por encima de la superficie lunar, así como también de forma intermitente aparecen patrones radiales observados por primera vez por la nave espacial Voyager en los anillos de Saturno, y los depósitos de polvo fino, o “estanques de polvo “en los cráteres de Eros. Estos son todos los ejemplos de transporte de polvo a través de vastas regiones sin la presencia de vientos o agua que fluya. Los científicos creían que los procesos electrostáticos en el polvo podrían explicar estas observaciones espaciales, pero hasta ahora no se habían realizado estudios para apoyar estas explicaciones.
Mihaly Horanyi en la Universidad de Colorado en Boulder y su equipo registraron las partículas de polvo de tamaño micrométrico que saltan varios centímetros de altura bajo la radiación ultravioleta o la exposición a los plasmas (UV). En la Luna , estas partículas de polvo se habrían elevado más de 4 pulgadas (10 centímetros) por encima de la superficie lunar, lo que lleva a los investigadores a concluir que ” los resplandores sobre el horizonte” de la Luna – que se ven en las imágenes tomadas por Surveyor 5, 6 y 7 de hace cinco décadas – pueden haber sido causados en parte por la dispersión de la luz del Sol en una nube de partículas de polvo electrostático.
“Este nuevo ‘modelo de carga parcheado’ resuelve un mecanismo fundamental de la carga y el transporte de polvo, que ha desconcertado a los científicos durante décadas”, dijo Xu Wang, el primer autor de la investigación.
Una de las principales conclusiones científicas es que la emisión y la reabsorción de fotones / electrones secundarios en las paredes de las micro-cavidades formadas entre las partículas de polvo vecinas pueden generar inesperadamente grandes cargas eléctricas e intensas fuerzas de repulsión partícula-partícula. Esto puede hacer que las partículas de polvo se muevan y levanten de la superficie, o “levitación.” Y no se limita a partículas de polvo de un tamaño dado sino también, los agregados de partículas son igualmente levantados
“Esperamos que este mecanismo para movilizar y transportar electrostáticamente las partículas de polvo tenga lugar sobre toda la superficie lunar, así como sobre la superficie de cualquier otro cuerpo planetario sin aire”, dijo Wang. “Si es así, la actividad electrostática del polvo puede ser también responsable de la degradación de los retrorreflectores en la superficie lunar.”
Las observaciones en el laboratorio también mostraron que las superficies con polvo pueden convertirse en superficies lisas como consecuencia de la movilización del polvo. Estos procesos electrostáticos del polvo podrían ayudar a explicar la formación de los estanques de “polvo” en el asteroide Eros y el cometa 67P, y la superficie inesperadamente lisa en el satélite helado de Saturno, Atlas.
SSERVI es financiado conjuntamente por las Direcciones Misión de Ciencia y Exploración Humana y Misión de Operaciones de la agencia en la sede de la NASA en Washington. Para obtener más información acerca de SSERVI y seleccionar los equipos miembros, visite:
https://sservi.nasa.gov
Acerca de Ames Research Center:
https://www.nasa.gov/centers/ames/
Fuente: NASA. Artículo original: Dust “Floats” Above Lunar Surface: Electrostatic Dust Transport Reshapes Surfaces of Airless Planetary Bodies. Autor: Teague Sóderman.
Material relacionado:
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NASA’s Dirty Secret: Moon Dust, Soil Science Society of America (SSSA).
-
Lunar Rocks and Soils from Apollo Missions, NASA, Curator, Lunar.
-
What is Lunar Regolith? – Universe Today
-
Lunar Regolith, NASA, The Astromaterials Acquisition and Curation Office
-
Lunar Soil Movement Registered by the Apollo 17 Cosmic Dust Experiment.
-
Rediscovered Apollo Data Measures How Fast Moon Dust Piles Up, AAS
-
NASA Spacecraft Aims to Solve Moon Dust Mystery, AAS.
-
$6 million CU-Boulder instrument to fly on Sept. 6 NASA mission to Moon, August 29, 2013.
-
Moon Engulfed in Permanent, Lopsided, Dust Cloud | NASA
-
The Dusty Environment of Near Earth Asteroids, SSERVI.
Programa Surveyor:
-
Programa Surveyor, Wikipedia.
-
The Surveyor Program, LPI, USRA.
-
Fifty Years of Moon Dust: Surveyor 1 Was a Pathfinder for Apollo, AAS.
-
Surveyor 6 – Pegasus Research Consortium.
-
Surveyor 7 – Pegasus Research Consortium.
Sobre los movimientos radiales de partículas en los anillos de Saturno:
-
Ghostly Spokes in Saturn’s Rings Spotted by Cassini, NASA-JPL,
-
Scientists Find Water Ice Creates the Spokes in Saturn’s B Ring, Universe Today.
Sobre los moviminetos de polvo en los asteroides:
-
Dusty Ponds in Space | Science | AAAS
-
Rocks, dust ponds populate asteroid Eros,USATODAY.com
-
Surface Dynamics on Small Bodies: Electrostatic versus Gravitational Fields, Julie Bellerose, Hajime Yano
-
Boulders and ponds on the Asteroid 433 Eros – Lunar and Planetary Institute.
Sobre Space Weathering:
-
Space weathering – Wikipedia
-
Space weathering at the lunar surface, LPL,
-
Asteroid Space Weathering and Regolith Evolution – Lunar and Planetary Institute.
-
SPACE WEATHERING OF ASTEROID SURFACES – Annual Review , CR Chapman.
Libros:
Introductorios, de simple lectura:
-
Apfel, N. The Moon and Its Exploration. 1982, Watts.
-
Asimov, I. The Earth’s Moon. 1988, Gareth Stevens.
-
Bean, A.: My Life As An Astronaut. 1988, Simon & Schuster.
-
Becklake, J. Man and the Moon. 1980, Silver Burdett.
-
Branley, F. The Moon Seems to Change. 1987, Crowell.
-
Branley, F. What the Moon is Like. 1986, Harper & Row
-
Darling, D. The Moon: A Spaceflight Away. 1984, Dillon Press.
-
Simon, S. The Moon. 1984, Four Winds/Macmillan.
Acerca de la Luna como un Mundo y su Exploración:
-
Cadogan, P. The Moon: Our Sister Planet. 1981, Cambridge U. Press. An introductory textbook, slightly technical in places.
-
Cooper, H. Apollo on the Moon and Moon Rocks. 1970, Dial. Accounts of the Apollo 11 mission and the material they brought back from the lunar surface; written by a science journalist.
-
French, B. The Moon Book. 1977, Penquin. A basic primer.
-
Hockey, T. The Book of the Moon. 1986, Prentice Hall. Good introduction to Moon science and Moon lore.
-
Lewis, R. The Voyages of Apollo: The Exploration of the Moon. 1975, Quadrangle. Another science journalist’s account.
-
Long, K. The Moon Book. 1988, Johnson Books, 1880 S. 57th Court, Boulder, CO 80301. Moon observing and Moon lore.
-
Mazursky, H., et all. Apollo Over the Moon: A View from Orbit. 1978, NASA Special Publication SP-362.
-
Moore, P. New Guide to the Moon. 1976, Norton. A basic book for beginners.
-
Morrison, D. & Owen, T. The Planetary System. 1988, Addison-Wesley. A superb textbook on our solar system.
-
Preiss, B., ed. The Planets. 1985, Bantam. Includes a chapter by G. Taylor: “Earth’s Moon: Doorway to the Solar System.”
Videos:
Documentales sobre la Luna:
-
Travelling to The Moon / Space Exploration / A documentary about space.
-
A journey across the moon – Incredible video of the lunar surface.
-
Moon Mysteries Investigated.
Observaciones en los anillos de Saturno:
Conferencias sobre la Luna:
-
Our nearest neighbour, the Moon , Gresham College, Professor Dr. Carolin Crawford, Institute of Astronomy, University of Cambridge, 2012.
-
Introduction to the Moon, Lunar and Planetary Institute, Dr. Paul D. Spudis, 2008.
-
The Lunar Environment, Lunar and Planetary Institute, Dr. Wendell Mendell, Astromaterials Research & Exploration Science Directorate, 2008.
-
The Lunar Surface, Lunar and Planetary Institute, Dr. Jeff Plescia, Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL), 2013.
-
Moon Dust Toxicity – Jon Rask and Erin Tranfield (SETI Talks), 2009.
Sobre ” Space Weathering”:
-
Space weathering – Video Learning – WizScience.com, 2015.
-
Space Weathering with HIGP, ThinkTech Hawaii, Dr. Heather Kaluna (Hawaii Insitute of Geophysics) joins Jay Fidell to discuss the power of space weathering, 2016.
-
To Mercury and the Moon: Experimental Petrology and Space Weathering, ThinkTech Hawaii, Dr. Jeffrey Gillis-Davis and Dr. Hope Ishii, Associate Researchers of the Hawai`i Institute of Geophysics and Planetology, 2016.
-
Radiation Processing of Dust, Asteroids, and Moons: Space Weathering and Cosmochemistry, Digital Commons @ Montana Tech, Lecture by Dr. Micah Schaible, University of Virginia, 2016.
-
P42A.* Lunar Science in the Wake of Human Exploration: Four Decades of Samples and Surface Data I AGU 2012 Fall Meeting, Astronaut Dr. Harrison H Schmitt, 2012
-
P53C.* Recent Advances in Lunar Science: Of, On, and From the Moon IV – 2012 AGU Fall Meeting, en [P53C-02] Space Weathering on Airless Bodies.