Лунная плазменно-пылевая экзосфера: методы моделирования и исследования

Авторы
Кузнецов И.А., Захаров А.В., Дольников Г.Г, Ляш А.Н., Шеховцова А., Бычкова А., Карташева А., Дубов А.Е., Шашкова И.А.
Организации
Институт космических исследований РАН
Сессия
Космическое приборостроение и эксперимент
Форма представления
Устный
Место работы научного руководителя
Институт космических исследований РАН
Научный руководитель
Захаров А.В.
Текст тезисов
Поверхность Луны, как и поверхность любого безатмосферного тела Солнечной системы, подвержено постоянной бомбардировке микрометеоритов, воздействию солнечного излучения, солнечного ветра и других факторов космического пространства. В результате ударных воздействий высокоскоростных микрометеоритов в течение миллиардов лет силикатная основа поверхности Луны измельчается, превращаясь в частицы с широким распределением по размерам – от десятков нанометров до миллиметров. Частицы лунного реголита подобных размеров называются лунной пылью. Учитывая взрывную природу возникновения, эти частицы, характеризуется крайне нерегулярной формой с заостренными краями, либо спекшимися при больших температурах конгломератами, либо близкими к сферам каплям.

На освещенной стороне Луны солнечное излучение, особенно ультрафиолетовая часть, и потоки солнечного ветра при взаимодействии с верхним слоем реголита приводят к формированию поверхностного заряда пылевых частиц. Фотоэлектроны, возникшие над поверхностью, и заряженная поверхность реголита создают приповерхностный двойной слой. Электрическое поле, возникающее в этом слое, и флуктуации заряда частиц на поверхности приводят к тому, что электрические силы могут превышать силы гравитации и силы адгезии Ван-дер-Ваальса. В результате этого частицы реголита микронного и субмикронного размеров способны отрываться от поверхности и левитировать над поверхностью.

Наблюдения и измерения данного феномена находились на пике активности в конце 60х – начале 70х годов. Именно тогда как автоматическими аппаратами, так и пилотируемыми экспедициями было получено множество свидетельств наличия пылевых левитирующих структур вблизи поверхности Луны. С тех пор теория возникновения левитирующих пылевых частиц и динамики плазменно-пылевой лунной экзосферы развивалась довольно быстро.

Изучение пыли на Луне носит не только научный, но и практический интерес. Лунная пыль обладает чрезвычайно высокой адгезией, устранение ее с рабочих поверхностей приборов и механизмов нетривиально. Помимо негативного влияния на показатели приборов, пыль также представляет существенную опасность для пилотируемых миссий.

Данная работа посвящена созданию экспериментальной установки, позволяющей моделировать плазменно-пылевые процессы, происходящие на Луне, а также методам моделирования и изучения свойств плазменно-пылевой лунной экзосферы.