Как ультрафиолет влияет на лунную пыль: ответ российских ученых

Результаты исследования могут быть полезны для прогнозирования поведения пыли на Луне, а также для разработки систем защиты космических аппаратов и совершенствования технологий для будущих миссий.
образцы частиц под микроскопом
Образцы частиц. Слева: сферические частицы диоксида кремния (40-50 мкм). Справа: оксид алюминия (10 мкм).Источник: new.ras.ru

Сотрудники Института космических исследований РАН совместно с коллегами провели эксперимент по изучению воздействия ультрафиолетового излучения на активацию пылевых частиц, моделирующих реголит безатмосферных небесных тел. О достижении российских ученых написано на сайте академии наук.

Эксперимент показал, что ультрафиолетовый свет способен снижать порог активации пылевых частиц в 1,5−3 раза в зависимости от их состава. Эти данные позволят глубже понять поведение пыли на Луне и других объектах Солнечной системы, а также минимизировать риски для космических аппаратов.

изображения лунного свечения
(а) Свечение на западном лунном горизонте, зафиксированное Surveyor 6. Высокое рассеянное свечение — зодиакальный свет, низкая яркая полоса — «горизонтальное свечение», вероятно, вызванное поднимающимися частицами. (б) Эскизы аналогичных явлений, наблюдавшихся астронавтом Ю. Сернаном в ходе миссии Apollo 17.Источник: new.ras.ru

Исследование поведения пылевых частиц играет ключевую роль в понимании процессов, происходящих на поверхности Луны и других подобных объектов. Наблюдения явлений вроде «свечения горизонта» и «пылевых фонтанов» подчеркивают значимость изучения перемещения пыли. Она выступает серьезной угрозой для оборудования космических аппаратов и деятельности космонавтов. Частицы лунной пыли отличаются высокой абразивностью и способны вызывать поломки механизмов и сбои в системах жизнеобеспечения.

На вакуумной установке ИКИ РАН изучали воздействие ультрафиолетового света и электростатических полей на частицы диоксида кремния (размером 40−50 мкм), слюды (15 мкм) и оксида алюминия (10 мкм). Эти вещества использовались как аналоги реголита благодаря своим физическим и химическим характеристикам, сходным с параметрами лунной пыли. Оказалось, что ультрафиолетовое излучение уменьшает порог активации частиц в 1,5−3 раза. К примеру, для SiO2 потенциал электрода упал с 1,2 кВ до 0,4 кВ.

свечение частиц
Активация частиц диоксида кремни (40–50 мкм) при потенциале 3 кВ и напряженности 3 кВ/см.Источник: new.ras.ru

Интересно, что при одновременном воздействии ультрафиолета и электростатического поля количество подвижных частиц иногда сокращается — данный феномен нуждается в дальнейшем изучении, отмечают специалисты.

Помимо этого, ученые установили, что под влиянием ультрафиолетового излучения происходит увеличение зарядов частиц, что дополнительно стимулирует их активацию. Полученные результаты подчеркивают значимую роль фотоэлектрического эффекта в процессах левитации пыли.

Ранее компания Intuitive Machines сообщила о преждевременном завершении миссии аппарата Athena, который совершил посадку в южном полярном регионе Луны. Подробнее о том, что случилось, рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.