¡La Luna se pone cada vez más interesante todo el tiempo! Pero ahora llegan noticias "impactantes" de que explorar los cráteres polares podría ser mucho más difícil y más peligroso de lo que se pensaba originalmente. Una nueva investigación muestra que a medida que el viento solar fluye sobre las obstrucciones naturales de la luna, como los bordes de los cráteres en los polos, los cráteres podrían cargarse a cientos de voltios. "En pocas palabras, lo que estamos descubriendo es que los cráteres polares son entornos eléctricos muy inusuales, y en particular puede haber una gran carga de superficie en el fondo de estos cráteres", dijo William Farrell, del Centro de Vuelo Espacial Goddard, autor principal de Una nueva investigación sobre el medio ambiente de la Luna.
La orientación de la luna al sol mantiene los fondos de los cráteres polares en sombra permanente, lo que permite que las temperaturas caigan por debajo de menos 400 grados Fahrenheit, lo suficientemente frías como para almacenar material volátil como el agua durante miles de millones de años. Y, por supuesto, cualquier recurso que pueda encontrarse en esos cráteres es de interés para futuros exploradores, en caso de que los astronautas vuelvan a la Luna.
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"Sin embargo, nuestra investigación sugiere que, además del frío maligno, los exploradores y los robots en el fondo de los cráteres lunares polares también pueden tener que lidiar con un entorno eléctrico complejo, que puede afectar la química de la superficie, la descarga estática y la adherencia del polvo, ", Dijo Farrell, que forma parte del equipo del sueño lunar: el proyecto de Respuesta dinámica del medio ambiente en la luna (DREAM) del Instituto de Ciencia Lunar, que también forma parte del Instituto de Ciencia Lunar de la NASA.
La entrada de viento solar en los cráteres puede erosionar la superficie, lo que afecta las moléculas de agua descubiertas recientemente. La descarga estática podría acortar los equipos sensibles, mientras que el polvo lunar pegajoso y extremadamente abrasivo podría desgastar los trajes espaciales y puede ser peligroso si se rastrea dentro de la nave espacial y se inhala durante largos períodos.
El viento solar es un gas delgado de componentes de átomos cargados eléctricamente (electrones cargados negativamente e iones cargados positivamente) que sopla constantemente desde la superficie del sol hacia el espacio. Dado que la luna está ligeramente inclinada en comparación con el sol, el viento solar fluye casi horizontalmente sobre la superficie lunar en los polos y a lo largo de la región donde el día pasa a la noche, llamado terminador.
Los investigadores crearon simulaciones por computadora para descubrir qué sucede cuando el viento solar fluye sobre los bordes de los cráteres polares. Descubrieron que, de alguna manera, el viento solar se comporta como el viento en la Tierra, fluyendo hacia profundos valles polares y cráteres. A diferencia del viento en la Tierra, la composición dual de iones de electrones del viento solar puede crear una carga eléctrica inusual en el lado de la montaña o la pared del cráter; es decir, en el interior del borde directamente debajo del flujo del viento solar.
Como los electrones son más de 1000 veces más ligeros que los iones, los electrones más ligeros del viento solar se precipitan hacia un cráter o valle lunar por delante de los iones pesados, creando una región cargada negativamente dentro del cráter. Los iones finalmente se ponen al día, pero llueven en el cráter a concentraciones consistentemente más bajas que la de los electrones. Este desequilibrio en el cráter hace que las paredes internas y el piso adquieran una carga eléctrica negativa. Los cálculos revelan que el efecto de separación de electrones / iones es más extremo en el borde de sotavento de un cráter, a lo largo de la pared interior del cráter y en el piso del cráter más cercano al flujo del viento solar. A lo largo de este borde interno, los iones pesados tienen la mayor dificultad para llegar a la superficie. En comparación con los electrones, actúan como un tractor-remolque que lucha por seguir una motocicleta; simplemente no pueden hacer un giro tan brusco sobre la cima de la montaña como los electrones.
"Los electrones acumulan una nube de electrones en este borde de sotavento de la pared y el piso del cráter, lo que puede crear una carga negativa inusualmente grande de unos pocos cientos de voltios en relación con el denso viento solar que fluye por la parte superior", dijo Farrell.
La carga negativa a lo largo de este borde de sotavento no se acumulará indefinidamente. Finalmente, la atracción entre la región cargada negativamente y los iones positivos en el viento solar hará que fluya alguna otra corriente eléctrica inusual. El equipo cree que una posible fuente de esta corriente podría ser el polvo cargado negativamente que es repelido por la superficie cargada negativamente, se levita y fluye fuera de esta región altamente cargada. "Los astronautas del Apolo en el Módulo de Comando en órbita vieron rayos tenues en el horizonte lunar durante el amanecer que podrían haber sido luz dispersada del polvo eléctricamente elevado", dijo Farrell. “Además, la misión Apolo 17 aterrizó en un sitio similar a un entorno de cráter: el valle Taurus-Littrow. El Experimento de Ejecta Lunar y Meteorito dejado por los astronautas del Apolo 17 detectó impactos del polvo en los cruces de terminación donde el viento solar fluye casi horizontalmente, similar a la situación sobre los cráteres polares ".
"Este importante trabajo del Dr. Farrell y su equipo es una prueba más de que nuestra visión de la luna ha cambiado drásticamente en los últimos años", dijo Gregory Schmidt, subdirector del Instituto de Ciencia Lunar de la NASA en el Centro de Investigación Ames de la NASA, Moffett Field, California "Tiene un entorno dinámico y fascinante que apenas estamos comenzando a entender".
Los siguientes pasos para el equipo incluyen modelos informáticos más complejos. “Queremos desarrollar un modelo completamente tridimensional para examinar los efectos de la expansión del viento solar alrededor de los bordes de una montaña. Ahora examinamos la expansión vertical, pero también queremos saber qué sucede horizontalmente ”, dijo Farrell. Ya en 2012, la NASA lanzará la misión Explorador de la atmósfera y el polvo (LADEE) que orbitará la luna y podría buscar los flujos de polvo previstos por la investigación del equipo.
La investigación fue publicada el 24 de marzo en el Journal of Geophysical Research.
Fuente: NLSI
