Ay örnek araştırması, astronotların korunmasına ve aydaki suyun kökenlerini ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir

Ayın yüzeyinde ikamet eden toz ve kayalar uzayda bir dayak alır. Koruyucu bir manyetosfer ve Dünya gibi atmosfer olmadan, ay yüzeyi güneş rüzgarından, kozmik ışınlardan ve mikrometeoroidlerden sürekli parçacık bombardımanı ile karşı karşıya. Bu sürekli saldırı uzay ayrışmasına yol açar.

Georgia Tech’in yeni araştırması, uzay ayrışma fenomeni hakkında yeni bilgiler sunuyor. Nano ölçekte Apollo ay örneklerini inceleyen teknoloji araştırmacıları, insan uzay görevleri için riskler ve aydaki suyun bir kısmını oluşturmada uzay ayrışmasının olası rolünü ortaya koydu.

Ayın önceki çalışmalarının çoğu, onu yörüngeden haritalayan aletler içeriyordu. Aksine, bu çalışma, araştırmacıların ay yüzeyinin farklı bölgelerinden apollo ay örneklerinin optik imzalarını aynı anda analiz ederken ve ay yüzeyi ve radyasyon geçmişinin kimyasal bileşimi hakkında bilgi çıkarmak için aynı anda analiz etmesine izin verdi.

Son zamanlarda araştırmacılar yayınlanmış bulguları Bilimsel raporlar.

Regents’in kimya ve biyokimyada profesörü olan Thomas Orlando, “Ay üzerinde su varlığı Artemis programı için kritik öneme sahiptir. Herhangi bir insan varlığını sürdürmek için gereklidir ve özellikle önemli bir oksijen ve hidrojen kaynağı, suyun bölünmesinden türetilen moleküllerdir,” dedi Thomas Orlando, Regents of Chemistry ve Biyokimya Profesörü, Georgia Teknolojisi ve Merkezi Merkezi Merkezi ve eski müfettişin müdürü ve eski Direktörü için Direktörü, eski müdürü ve eski Direktörü, Uçucu Keşif Araştırması (Akıllı).

On yıllık bir ay bilimi araştırması üzerine inşa etmek

Bir NASA Sservi (Solar System Araştırma Araştırma Sanal Enstitüsü) olarak Clever, ay örneklerinin analizi için onaylanmış bir NASA laboratuvarıdır ve ABD ve Avrupa’daki birden fazla enstitü ve üniversiteden araştırmacıları içerir. Araştırma alanları, güneş rüzgarı ve mikrometeoritlerin, aydaki insan aktivitesini desteklemek için çok önemli olan su, moleküler oksijen, metan ve hidrojen gibi uçucular üretir.

Georgia Tech, son on yılda iki NASA güneş sistemi keşif araştırması sanal enstitüleri ile insan keşif ve ay bilimi alanında büyük bir portföy oluşturmuştur: Clever ve selefi ortaya çıkar (uçucular ve asteroitlerin ve ay yüzeylerinin keşfi üzerinde radyasyon etkileri).

Nano ölçekte ay örneklerini incelemek

Bu çalışma için Georgia Tech ekibi, Fizik ve Astronomi Bölümü’nde Profesör Yohannes Abate tarafından işletilen Georgia Üniversitesi (UGA) Nano-Optik Laboratuvarı’na da dokundu. UGA zekice bir üyesi olsa da, nano-ftir spektroskopisi ve nano ölçekli görüntüleme ekipmanı, uzay bilimi değil, yarı iletken fiziği için tarihsel olarak kullanılmıştır.

Orlando, “Bu araçlar ilk kez uzayda bulunan ay örneklerine uygulandı ve ilk kez nano ölçekte alan ayrışmasının iyi imzalarını görebildik” diyor.

UGA Fizik Bölümü Profesörü ve Başkanı Phillip Stancil’i açıklar.

UGA ekipmanı, “onlarca nanometrede” örneklerinin incelenmesini sağladı. Nano ölçekte ne kadar küçük olduğunu göstermek için Stancil, bir hidrojen atomunun .05 nanometre olduğunu söylüyor, bu nedenle 1 nm yan yana yerleştirilirse 20 atomun boyutudur. Spektrometreler, ay tanelerinin yüzlerce atoma kadar yüksek çözünürlüklü detaylarını sağlar.

Stancil, “Bu kayanın nasıl oluştuğunu, tarihini ve uzayda nasıl işlendiğini anlamak için neredeyse atomistik bir seviyeye bakabiliriz.”

Orlando, “Atom pozisyonlarının nasıl değiştiği ve küçük örneğe atomistik bir seviyede bakarak radyasyon nedeniyle nasıl bozuldukları hakkında çok şey öğrenebilirsiniz” diyor. Suçlunun uzay ayrışması mı yoksa kayanın oluşumu ve kristalleşmesi sırasında kalan bir işlemden mi olduğunu belirleyebilirler.

Radyoaktif hasar bulmak, su kanıtı

Araştırmacılar, optik imzalardaki değişiklikler de dahil olmak üzere kaya örneklerinde hasar buldular. Bu içgörü, ay yüzeyinin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamalarına yardımcı oldu, ancak aynı zamanda “kayaların kimyasal bileşimi ve ışınlandıklarında nasıl değiştikleri hakkında gerçekten iyi bir fikir sağladı” diyor Orlando.

Optik imzaların bazıları ayrıca, atomik kafeste tipik olarak atom ve boş pozisyonlar eksik olan sıkışmış elektron durumlarını da gösterdi. Tahıllar ışınlandığında, bazı atomlar çıkarılır ve elektronlar tuzağa düşer. Tuzak türleri ve enerji açısından ne kadar derin oldukları, ayın radyasyon geçmişini belirlemeye yardımcı olabilir. Sıkışmış elektronlar ayrıca elektrostatik bir kıvılcım üretebilen şarja yol açabilir. Ay’da bu astronotlar, keşif araçları ve ekipmanlar için bir sorun olabilir.

Orlando, “Kimyasal imzalarda da bir fark var. Bazı alanlarda radyoaktif bozunma ile yapılan daha fazla neodim (Dünya kabuğunda bulunan kimyasal bir element) veya krom (temel bir iz minerali) vardı.” Bu atomların göreceli miktarları ve yerleri mikrometeoritler gibi harici bir kaynak anlamına gelir.

Araştırmayı aydaki insan risklerine çevirme

Radyasyon ve toz ve ay yüzeyi üzerindeki etkileri insanlar için tehlikeler yaratır ve ana koruma uzay elbisesidir.

Orlando üç temel risk görüyor. İlk olarak, toz boşlukların mühürlerine müdahale edebilir. İkincisi, mikrometeoritler bir uzay giysisini delebilir. Bu yüksek hızlı partiküller, daha büyük enkaz parçalarından koptuktan sonra oluşur. Güneş fırtınaları gibi, tahmin etmek zordur ve tehlikelidirler çünkü saniyede 5 kilometre veya daha yüksek yüksek etkili hızlarda gelirler. Orlando, “Bunlar mermiler, bu yüzden uzay sürelerine nüfuz edecekler” diyor. Üçüncüsü, astronotlar takım elbise üzerinde kalan toz içinde nefes alabilir ve solunum sorunlarına neden olabilir. NASA, tozun giderilmesi ve hafifletilmesi için birçok yaklaşımı inceliyor.

Ayı Haritalama: Nano ölçekten makro ölçekten geçiş

Bir sonraki araştırma aşaması, UGA analiz araçlarının 50 yılı aşkın bir süredir depolanmış Apollo ay örneklerini analiz etmek için kullanılacak yeni bir araçla birleştirmeyi içerecektir.

Orlando, “Bu örneklere daha önce yapıldığını düşündüğüm bir ayrıntı düzeyinde bakmak için çok sofistike iki analiz aracını birleştireceğiz.”

Amaç, ayın yörünge haritalarına beslenebilen modeller oluşturmaktır. Oraya ulaşmak için, Georgia Tech ve UGA ekibinin, ay yüzeyinde neler olduğunu ve insanlığın ayını ve derin boşluk keşif hedeflerini desteklemek için gerekli olan suyun ve metan da dahil olmak üzere diğer temel kaynakların yerini göstermek için nano ölçekten tam makro ölçeğine gitmesi gerekecek.