A Hold, természetes műholdunk mindig is a kíváncsiság, a tanulmányozás és a költészet tárgya volt. De a földi verseken és fényképeken túl a tudomány továbbra is megfejti titkait. Az egyik legkülönlegesebb szempont az atmoszférája, vagy inkább az, amit technikailag úgy hívnak holdi exoszféra. A Földdel ellentétben a Holdnak nincs vastag, lélegző atmoszférája, és amivel rendelkezik, az egy rendkívül vékony gázréteg, amely aligha tekinthető annak. Ez a réteg azonban lenyűgöző eredete és a térrel való kölcsönhatása miatt. Ezen kívül információ a a Hold érdekességei Segít abban is, hogy jobban megértsük a szövegkörnyezetét.
Ebben a cikkben ennek az exoszférának a világába merülünk: hogyan keletkezik, miből áll, milyen folyamatok tartják fenn és még azt is, hogy az űrmissziók milyen érdekességeket tártak fel előttünk. Nézzünk meg mindent tudományos szigorral, de érthető nyelven is, hogy bárki megértse, mi is történik valójában a Hold körül.
Van a Holdnak légköre?
Ha atmoszféra alatt olyan sűrű gázréteget értünk, mint a Földé, akkor A Holdból hiányzik a klasszikus értelemben vett légkör. Körülötte azonban egy nagyon vékony atom- és molekularéteg van, olyan könnyű és szétszórt, hogy ritkán ütköznek egymással. Ezt a réteget ún exoszféra és jelentősen eltér a Föld légkörétől, amely sokkal sűrűbb. A kettő összehasonlítása érdekes, amint azt a cikkben részletezzük a Hold mint műhold.
Hogy képet alkossunk, a Föld légkörének egy köbcentiméterében kb 100 milliárd milliárd molekula. A holdi légkörben ez a szám kb 100 molekula. Vagyis annyira üres, hogy gyakorlatilag üres hely, bár technikailag kimutatható gáznemű összetételű.
Ez nagyrészt annak köszönhető, hogy a alacsony holdgravitáció. Szökési sebessége – az a minimális sebesség, amelyre egy részecskének szüksége van ahhoz, hogy az űrbe kerüljön – mindössze 2.400 m/s (a földi 11.200 m/s-hoz képest). Ilyen gyenge gravitáció mellett, a gáznemű részecskék könnyen kijutnak az űrbe, megakadályozva a sűrű és stabil légkör kialakulását. Ennek a jelenségnek a dinamikája összefüggésbe hozható a ról szóló információkkal viharhullámok amelyek az égitestekre is hatással vannak.
Annak ellenére, hogy úgy tűnik, nincs semmi, ez a nagyon vékony légkör igen össztömege körülbelül 25.000 XNUMX kg, akkora, mint egy teljes kamion. Ráadásul folyamatosan változik: nappal a Nap melege tágítja a felszín felé, éjszaka pedig a részecskék lehűlnek és visszahullanak.
A Hold-exoszféra eredete
Ennek az exoszférának az eredetéről évtizedek óta vita folyik. Azonban a közelmúltban végzett kutatások tudósai a MIT és a Chicagói Egyetem, ami egybeesik az olyan entitások, mint a NASA korábbi és párhuzamos tanulmányaival, megerősítették, hogy a fő bűnös az ún. ütéspárologtatás. A becsapódások és a holdi légkör közötti kapcsolat döntő fontosságú a fejlődésének megértéséhez.
Ez mit jelent? Alapvetően a Hold felszíne folyamatosan van mikrometeoritok bombázzák. Olyan kicsik, mint a porszemcsék, de amikor becsapódnak, hőmérsékletet hoznak létre, amely eléri a közötti értéket 2000 és 6000 ºC. Ezek az extrém hőmérsékletek Elpárologtatták a föld atomjait, amelyek felszabadulnak és lebegnek a Hold körül egy ideig.
Egy második folyamat az ún ionpermetezés vagy porlasztás is hozzájárul. Ez akkor fordul elő, ha a napszél töltött részecskéi, főleg protonok ütköznek a Hold felszínével és leszakítják az atomokat, amelyek aztán az exoszféra részévé válnak. A mikrometeoritokkal ellentétben a napszél nem párolog el annyi nehéz anyagot, így a hozzájárulása kisebb. Ez a jelenség összefüggésben áll a küldetések a Holdra.
A legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy kb A Hold exoszférájának 70%-a meteorit becsapódásokból származikMíg 30%-a a napszélnek köszönhető. Mindkét folyamat nagyon részletesen tanulmányozható volt, köszönhetően minták az Apollo programból valamint az olyan elemek izotópjainak felhasználása, mint a kálium és a rubídium.
Mi alkotja a Hold légkörét?
Bár a Hold légköre elenyésző a Földéhez képest, Igen, több gázt és atomot azonosítottak benne. A földi spektrométereknek, űrszondáknak és az Apollo mintákkal végzett kísérleteknek köszönhetően a következő összetevőket sikerült kimutatni. Ezeknek a gázoknak az összetétele értékes információkkal szolgálhat események az égen.
- Hélium és argon: Ezek a legelterjedtebb elemek, amelyeket az Apollo program és más küldetések észleltek.
- Nátrium és kálium: későbbi földi megfigyeléseknek köszönhetően azonosították.
- Oxigén, nitrogén, metán, szén-monoxid és szén-dioxid: nyomokban jelen van, valószínűleg becsapódások eredményeként.
- Radon és polónium radioaktív izotópjai: a Lunar Prospector szonda fedezte fel, a Hold belsejéből származhat.
- Vízmolekulák jég formájában: Úgy gondolják, hogy néhány állandóan árnyékolt sarki kráterben léteznek.
Ezen vegyületek jelenléte azt jelzi, hogy a Hold nem teljesen kémiailag halott. Valójában köztudott, hogy még néhány vízmolekula túlélhetik a felszínét, ha a Naptól védett hideg területeken vannak. Ezeknek a vízmolekuláknak a kutatása hatással van a megértésre a Naprendszer különböző holdjai.
Az űrmissziók hatása
Az Apollo-küldetések alapvető szerepet játszottak a holdi légkör megértésében. Nem csak azért, mert mintákat hoztak a Hold talajából, hanem azért is maguk a műszerek és az űrhajósok változtatták meg a közeli légkört gázok felszabadulásával a kilégzésben vagy az extravehicularis kilépések (EVA) során. A becslések szerint A holdmodulok lokálisan beszennyezhették a hold légkörét össztömegének megfelelő gázokkal, bár ezek nagy része már eltűnt.
Emellett újabb küldetések, mint pl LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) folytatta ennek az exoszférának a tanulmányozását. A 2013-ban elindított szonda értékes információkat gyűjtött, hogy megerősítse a hatások és a porlasztás kulcsfontosságú folyamatokként való fontosságát. Lehetővé tette továbbá a sűrűség változásának megfigyelését olyan jelenségek során, mint pl fogyatkozás y meteorzáporok, ami megerősíti a holdi légkör aktív dinamikáját. Ez a dinamika elengedhetetlen olyan jelenségek megértéséhez, mint pl Orionida meteorraj.
A NASA még az elmúlt években is indított olyan küldetéseket, mint a Minotaur 5, amelynek célja a holdpor és a közeli gázok tanulmányozása optikai lézerrendszerek segítségével. Mindezt a folytatás céljával tisztább képet rajzolni a holdi környezetről, valami elengedhetetlen, ha valaha is állandó bázisokat akarunk létesíteni ott. Ezeknek a bázisoknak a tervezése kapcsolódik a kutatáshoz a Mars gyarmatosítása.
Miért fontos megérteni a hold légkörét?
Ennek a halvány gáznemű rétegnek a tanulmányozása irrelevánsnak tűnhet, de nem az. Először is, mert segít megértenünk a Hold dinamikai és geológiai története. Ha tudjuk, hogy a mikrometeoritok és a napszél hogyan alakította a felszínét, nyomokat ad más, légkör nélküli testek, például aszteroidák és marsi holdak evolúciójáról. Ez az elemzés alapvető fontosságú olyan jelenségek megértéséhez is, mint pl a hold eredete.
Másodszor, kulcsfontosságú jövőbeli emberi küldetések. A Holdon bázis létrehozásához pontosan meg kell érteni, hogy milyen elemek vannak a környezetében, hogyan reagálnak az idő múlásával, és hogyan zavarhatják a műszereket. Természetesen segíthet megvédeni az űrhajósokat a nap- és kozmikus sugárzás védőatmoszféra hiányában.
Ez a kutatás hozzájárul a szélesebb körű ismeretek megszerzéséhez térmállási folyamatok a belső Naprendszerben. A Holdon tanultak felhasználhatók más célpontok felfedezésére, mint pl A Mars holdja, a Phobos, vagy akár földközeli aszteroidák.
A Hold exoszférája, bár rendkívül gyenge, az alapvető kozmológiai folyamatok tanulmányozásának természetes laboratóriuma. Messze attól, amit a múltban gondoltak, A Hold nem csak egy halott szikla. Ez egy olyan test, amely továbbra is kölcsönhatásban van a térbeli környezetével, és még mindig sok mindent meg kell tanítania, ha továbbra is odafigyelünk.
