La Lune devient toujours plus intéressante! Mais vient maintenant une nouvelle «choquante» selon laquelle l'exploration des cratères polaires pourrait être beaucoup plus difficile et plus dangereuse qu'on ne le pensait à l'origine. De nouvelles recherches montrent que lorsque le vent solaire traverse des obstructions naturelles sur la lune, telles que les bords des cratères aux pôles, les cratères pourraient être chargés à des centaines de volts. "En un mot, ce que nous constatons, c'est que les cratères polaires sont des environnements électriques très inhabituels, et en particulier il peut y avoir une grande surface de charge au fond de ces cratères", a déclaré William Farrell du Goddard Space Flight Center, auteur principal de une nouvelle recherche sur l'environnement de la Lune.
L'orientation de la lune vers le soleil maintient le fond des cratères polaires dans une ombre permanente, permettant aux températures de plonger en dessous de moins 400 degrés Fahrenheit, suffisamment froides pour stocker des matières volatiles comme l'eau pendant des milliards d'années. Et bien sûr, toutes les ressources qui pourraient se trouver dans ces cratères sont intéressantes pour tous les futurs explorateurs, si jamais les astronautes retournaient sur la Lune.
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"Cependant, nos recherches suggèrent qu'en plus du froid méchant, les explorateurs et les robots au fond des cratères lunaires polaires peuvent également être confrontés à un environnement électrique complexe, qui peut affecter la chimie de surface, les décharges statiques et la poussière, », A déclaré Farrell, qui fait partie d'une équipe de rêve lunaire - le projet DREAM (Dynamic Response of the Environment at the moon) du Lunar Science Institute, qui fait également partie du Lunar Science Institute de la NASA.
L'apport de vent solaire dans les cratères peut éroder la surface, ce qui affecte les molécules d'eau récemment découvertes. Les décharges statiques peuvent court-circuiter les équipements sensibles, tandis que la poussière lunaire collante et extrêmement abrasive peut user les combinaisons spatiales et peut être dangereuse si elle est suivie à l'intérieur d'un vaisseau spatial et inhalée pendant de longues périodes.
Le vent solaire est un gaz mince de composants d'atomes électriquement chargés - des électrons chargés négativement et des ions chargés positivement - qui souffle constamment de la surface du soleil dans l'espace. Puisque la lune n'est que légèrement inclinée par rapport au soleil, le vent solaire circule presque horizontalement sur la surface lunaire aux pôles et le long de la région où le jour passe à la nuit, appelée terminateur.
Les chercheurs ont créé des simulations informatiques pour découvrir ce qui se passe lorsque le vent solaire passe sur les bords des cratères polaires. Ils ont découvert qu'à certains égards, le vent solaire se comportait comme le vent sur Terre - coulant dans les profondes vallées polaires et les sols des cratères. Contrairement au vent sur Terre, la composition double ion-ion du vent solaire peut créer une charge électrique inhabituelle sur le côté de la montagne ou du mur du cratère; c'est-à-dire à l'intérieur de la jante directement en dessous du flux de vent solaire.
Étant donné que les électrons sont plus de 1000 fois plus légers que les ions, les électrons plus légers du vent solaire se précipitent dans un cratère lunaire ou une vallée en avant des ions lourds, créant une région chargée négativement à l'intérieur du cratère. Les ions finissent par rattraper, mais pleuvent dans le cratère à des concentrations systématiquement inférieures à celles des électrons. Ce déséquilibre dans le cratère fait que les murs intérieurs et le sol acquièrent une charge électrique négative. Les calculs révèlent que l'effet de séparation électron / ion est le plus extrême sur le bord sous le vent d'un cratère - le long de la paroi intérieure du cratère et au fond du cratère le plus proche du flux de vent solaire. Le long de ce bord intérieur, les ions lourds ont le plus de difficulté à remonter à la surface. Comparés aux électrons, ils agissent comme un semi-remorque peinant à suivre une moto; ils ne peuvent tout simplement pas faire un virage aussi net au sommet de la montagne que les électrons.
"Les électrons accumulent un nuage d'électrons sur ce bord sous le vent de la paroi et du sol du cratère, ce qui peut créer une charge négative inhabituellement importante de quelques centaines de volts par rapport au vent solaire dense qui coule au-dessus", a déclaré Farrell.
La charge négative le long de ce bord sous le vent ne s'accumulera pas indéfiniment. Finalement, l'attraction entre la région chargée négativement et les ions positifs dans le vent solaire fera circuler un autre courant électrique inhabituel. L'équipe estime qu'une source possible de ce courant pourrait être la poussière chargée négativement qui est repoussée par la surface chargée négativement, qui se lévite et s'échappe de cette région fortement chargée. "Les astronautes d'Apollo dans le module de commande en orbite ont vu de faibles rayons sur l'horizon lunaire pendant le lever du soleil qui auraient pu être la lumière diffusée de la poussière électriquement gonflée", a déclaré Farrell. «De plus, la mission Apollo 17 a atterri sur un site similaire à un environnement de cratère - la vallée de Taurus-Littrow. L'expérience des éjections lunaires et des météorites laissée par les astronautes d'Apollo 17 a détecté des impacts de la poussière aux croisements de terminaisons où le vent solaire est presque horizontal, semblable à la situation sur les cratères polaires. »
"Cet important travail du Dr Farrell et de son équipe est une preuve supplémentaire que notre vision de la lune a radicalement changé ces dernières années", a déclaré Gregory Schmidt, directeur adjoint du NASA Lunar Science Institute au NASA's Ames Research Center, Moffett Field, Calif. "Il a un environnement dynamique et fascinant que nous commençons seulement à comprendre."
Les prochaines étapes pour l'équipe comprennent des modèles informatiques plus complexes. «Nous voulons développer un modèle entièrement en trois dimensions pour examiner les effets de l'expansion du vent solaire autour des bords d'une montagne. Nous examinons maintenant l'expansion verticale, mais nous voulons également savoir ce qui se passe horizontalement », a déclaré Farrell. Dès 2012, la NASA lancera la mission LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) qui gravitera autour de la lune et pourrait rechercher les flux de poussières prévus par les recherches de l'équipe.
La recherche a été publiée le 24 mars dans le Journal of Geophysical Research.
Source: NLSI
