Elettricità nei crateri lunari

Il vento solare scorrendo sugli ostacoli naturali, può generare cariche elettriche nei crateri lunari ai poli  di centinaia di volt, secondo i nuovi studi  del team Lunar Science Institute della NASA. Quindi l’ambiente lunare non è poi così statico come insegnano ancora a scuola, ma ci sono forze, in questo caso elettriche, in grado di plasmare la superficie in modi che a stento possiamo immaginare e che dovremmo invece tenere ben presenti quando infine colonizzeremo il nostro satellite.
I crateri lunari dei poli sono di estremo interesse a causa delle risorse, tra cui il ghiaccio d’acqua, che lì esistono. L’orientamento della Luna col Sole permette al  fondo dei crateri polari di essere permanentemente in ombra, consentendo alle temperature di non superare i -240° celsius, temperatura   sufficiente per mantenere allo stato solido una sostanza volatile come l’acqua per miliardi di anni.

Tuttavia, la nostra ricerca suggerisce che, oltre all’intenso freddo, i robotesploratori sul fondo dei crateri lunari polari dovranno fare i conti con un  complesso ambiente di cariche elettriche, che possono influenzare la chimica di superficie  e la polvere che si  appiccica per effetto delle cariche elettrostatiche” ha detto William Farrell della NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt. Md. Farrell è autore di un articolo su questa ricerca pubblicata il 24 marzo sul Journal of Geophysical Research. La ricerca fa parte del progetto del Lunar Science Institute sulle risposte dinamiche ambientali lunari (Dream[1]).
Questo importante lavoro del dottor Farrell e della sua squadra è un’ulteriore prova che la nostra visione sulla Luna è cambiata radicalmente negli ultimi anni” ha detto Gregory Schmidt, vice direttore del NASA Lunar Science Institute alla NASA Ames Research Center, MoffettField,  California  “È un ambiente dinamico e affascinante che stiamo solo cominciando a capire.
Il costante flusso di vento solare può erodere la superficie dei crateri in cui sono state recentemente scoperte molecole d’acqua. Le scariche statiche potrebbero in breve tempo guastare sensibili attrezzature, mentre la polvere lunare, che è molto abrasiva, potrebbe logorare tute spaziali e può essere pericolosa se riesce ad entrare all’interno di veicoli spaziali e respirata per lunghi periodi.
rappresentazione grafica
del vento solare
Il vento solare è un gas sottile di particelle atomiche elettricamente cariche – elettroni di carica elettrica negativa e ioni (principalmente protoni) con carica elettrica positiva – che costantemente soffia dalla superficie solare verso lo spazio. Dato che la Luna è solo leggermente inclinata rispetto al Sole, il ventosolare scorre quasi orizzontalmente sopra la superficie lunare aipoli e lungo la regione che divide la notte dal giorno lunare, chiamata terminatore.
I ricercatori hanno creato simulazioni al computer per scoprire cosa succede quando il vento solare fluisce oltre i bordi dei crateri polari.
Hanno scoperto che in qualche modo, il vento solare si comporta come il vento sulla Terra. A differenza del vento sulla Terra, la composizione duale elettrone-ione del vento solare può creare una insolita carica elettrica sul lato della montagna o la parete del cratere, cioè sul lato esposto direttamente al vento solare.
Poiché gli elettroni sono più di 1000 volte più leggeri degli ioni, di fronte ad un’ostacolo
si fermano in zone diverse rispetto agli ioni più pesanti creando così una regione con carica elettrica negativa, ad esempio all’interno di un cratere. Gli ioni positivi tendono poi a ridistribuirsi cancellando la carica, ma il flusso costante di elettroni è sufficientemente elevato da mantenere il differenziale di carica impossibile da annullare nelle regioni polari.
Questo squilibrio nel cratere permette alle pareti interne e il fondo di questo di acquisire una carica elettrica negativa. Icalcoli mostrano che l’effetto di separazione ionica è più grande sul bordo sottovento dei crateri (lungo la parete interna) e sul fondo del cratere più vicino al flusso delvento solare. Lungo il bordo interno, gli ioni pesanti hanno più difficoltà a  rimanere sulla superficie.
Gli elettroni formano una nube elettronica che va dal bordo sottovento della parete al fondo del cratere, che può creare una carica insolitamente negativa di grandi dimensioni di alcune centinaia di volt relativi al vento solare che scorre sopra di esse” spiega Farrell.
La carica negativa su questo bordo sottovento non esiste  per un tempo indeterminato. Alla fine, l’attrazione tra la regione di carica negativa e gli ioni positivi nel vento solare provocherà l’annullamento del potenziale elettrico. Il team ritiene che un possibile metodo veda protagonista la polvere caricata negativamente che viene respinta dalla superficie con carica anch’essa negativa, ottenendo quindi un effetto di levitazione elettrica di polvere dal fondo.
Gene Cernan mentre effettua
una passeggiata lunare.
Gli astronauti delle missioni Apollo in orbita hanno visto i raggi deboli sull’orizzonte lunare durante l’alba che avrebbe potuto essere luce diffusa da polvere elettricamente carica” ha dichiarato Farrell Inoltre, la missione Apollo 17 atterrò nei pressi del cratere Littrow dell’omonima valle Taurus-Littrow nel Mare della Serenità. Gli strumenti lasciati dagli astronauti dell’Apollo hanno rilevato impatti da polvere ai valichi di terminazione, dove il vento solare è quasi-orizzontale, simile alla situazione sopra crateri polari “.
I prossimi passi per la squadra includono modelli di computer più complessi.
Vogliamo sviluppare un modello completamente tridimensionale per esaminare gli effetti di espansione vento solare intorno ai bordi di una montagna. Esaminiamo ora l’espansione verticale, ma vogliamo sapere anche cosa succede in orizzontale”  ha detto Farrell.
Già nel 2012  la NASA lancerà il Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE), una missione in orbita lunare che potrebbe cercare i flussi di polvere previsti dalla ricerca del team.

Questo lavoro è uno studio del Goddard’s Internal Research and Development program della NASA e della NASA Lunar Science Institute. Il team comprende  ricercatori della NASA Goddard, l’Università della California,Berkeley e l’Università del  Maryland.
[1]  Dream: Dynamic Response of the Environment at the Moon

Umberto Genovese

Autodidatta in tutto - o quasi, e curioso di tutto - o quasi. L'astronomia è una delle sue più grandi passioni. Purtroppo una malattia invalidante che lo ha colpito da adulto limita i suoi propositi ma non frena il suo spirito e la sua curiosità. Ha creato il Blog Il Poliedrico nel 2010 e successivamente il Progetto Drake (un polo di aggregazione di informazioni, articoli e link sulla celebre equazione di Frank Drake e proposto al l 4° Congresso IAA (International Academy of Astronautics) “Cercando tracce di vita nell’Universo” (2012, San Marino)) e collabora saltuariamente con varie riviste di astronomia. Definisce sé stesso "Cercatore".

4 commenti:

  1. spettacolare!!!complimenti!

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