A lua fica cada vez mais interessante o tempo todo! Mas agora chega a notícia "chocante" de que explorar crateras polares pode ser muito mais difícil e mais perigoso do que se pensava inicialmente. Novas pesquisas mostram que, à medida que o vento solar flui sobre obstruções naturais da lua, como as bordas das crateras nos pólos, as crateras podem ser carregadas a centenas de volts. "Em poucas palavras, o que descobrimos é que as crateras polares são ambientes elétricos muito incomuns e, em particular, pode haver uma grande carga de superfície na parte inferior dessas crateras", disse William Farrell, do Goddard Space Flight Center, principal autor de uma nova pesquisa sobre o ambiente da Lua.
A orientação da lua para o sol mantém o fundo das crateras polares em sombra permanente, permitindo que as temperaturas caiam abaixo de menos de 400 graus Fahrenheit, frio o suficiente para armazenar material volátil como a água por bilhões de anos. E, é claro, quaisquer recursos que possam estar nessas crateras são de interesse para futuros exploradores, caso os astronautas retornem à Lua.
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“No entanto, nossa pesquisa sugere que, além do frio intenso, os exploradores e robôs na parte inferior das crateras lunares polares também precisam enfrentar um ambiente elétrico complexo, que pode afetar a química da superfície, a descarga estática e a aderência à poeira, ”, Disse Farrell, que faz parte de uma equipe de sonhos lunar - o projeto Dynamic Response of the Environment do Lunar Science Institute na Lua (DREAM), que também faz parte do Lunar Science Institute da NASA.
A entrada de vento solar nas crateras pode corroer a superfície, o que afeta as moléculas de água descobertas recentemente. A descarga estática pode causar curto-circuito em equipamentos sensíveis, enquanto a poeira lunar pegajosa e extremamente abrasiva pode desgastar trajes espaciais e pode ser perigosa se rastreada dentro da espaçonave e inalada por longos períodos.
O vento solar é um gás fino de componentes eletricamente carregados de átomos - elétrons carregados negativamente e íons carregados positivamente - que sopra constantemente da superfície do sol para o espaço. Como a lua é apenas ligeiramente inclinada em comparação com o sol, o vento solar flui quase horizontalmente sobre a superfície lunar nos pólos e ao longo da região onde o dia passa para a noite, chamado de terminador.
Os pesquisadores criaram simulações em computador para descobrir o que acontece quando o vento solar flui sobre as bordas das crateras polares. Eles descobriram que, de certa forma, o vento solar se comporta como o vento na Terra - fluindo para vales polares profundos e pisos de crateras. Ao contrário do vento na Terra, a dupla composição de íons elétrons do vento solar pode criar uma carga elétrica incomum na lateral da montanha ou na parede da cratera; isto é, no interior da jante diretamente abaixo do fluxo de vento solar.
Como os elétrons são 1.000 vezes mais leves que os íons, os elétrons mais leves no vento solar entram em uma cratera ou vale lunar à frente dos íons pesados, criando uma região carregada negativamente dentro da cratera. Os íons eventualmente alcançam, mas chovem na cratera em concentrações consistentemente mais baixas do que a dos elétrons. Esse desequilíbrio na cratera faz com que as paredes e o piso internos adquiram uma carga elétrica negativa. Os cálculos revelam que o efeito de separação de elétrons / íons é mais extremo na borda sotaventa de uma cratera - ao longo da parede interna da cratera e no piso da cratera mais próximo do fluxo de vento solar. Ao longo dessa borda interna, os íons pesados têm maior dificuldade em chegar à superfície. Comparados aos elétrons, eles agem como um reboque de trator lutando para seguir uma motocicleta; eles simplesmente não conseguem fazer uma curva tão acentuada no topo da montanha quanto os elétrons.
"Os elétrons constroem uma nuvem de elétrons nessa borda soturna da parede e do piso da cratera, o que pode criar uma carga negativa incomumente grande de algumas centenas de volts em relação ao denso vento solar que flui por cima", disse Farrell.
A carga negativa ao longo dessa margem não aumentará indefinidamente. Eventualmente, a atração entre a região carregada negativamente e os íons positivos no vento solar fará com que outra corrente elétrica incomum flua. A equipe acredita que uma fonte possível para essa corrente possa ser a poeira com carga negativa que é repelida pela superfície com carga negativa, é levitada e flui para longe dessa região altamente carregada. "Os astronautas da Apollo no módulo de comando em órbita viram raios fracos no horizonte lunar durante o nascer do sol que poderiam ter sido dispersos de luz de poeira eletricamente elevada", disse Farrell. “Além disso, a missão Apollo 17 pousou em um local semelhante a um ambiente de cratera - o vale Taurus-Littrow. A Experiência Lunar de Ejecta e Meteorito deixada pelos astronautas da Apollo 17 detectou impactos da poeira nos cruzamentos dos terminais onde o vento solar está fluindo quase na horizontal, semelhante à situação nas crateras polares. ”
"Este importante trabalho do Dr. Farrell e sua equipe é mais uma evidência de que nossa visão sobre a lua mudou dramaticamente nos últimos anos", disse Gregory Schmidt, vice-diretor do Instituto de Ciência Lunar da NASA no Ames Research Center da NASA, Moffett Field, Califórnia. "Ele tem um ambiente dinâmico e fascinante que estamos apenas começando a entender."
Os próximos passos da equipe incluem modelos de computador mais complexos. “Queremos desenvolver um modelo totalmente tridimensional para examinar os efeitos da expansão do vento solar nas bordas de uma montanha. Agora examinamos a expansão vertical, mas queremos também saber o que acontece horizontalmente ”, afirmou Farrell. Já em 2012, a NASA lançará a missão Lunade Atmosphere and Dust Environment Explorer (LADEE) que orbitará a lua e poderá procurar os fluxos de poeira previstos pela pesquisa da equipe.
A pesquisa foi publicada em 24 de março no Journal of Geophysical Research.
Fonte: NLSI
