Un solo grano de polvo lunar cuelga suspendido en la cámara de vacío de Abba. Crédito de la imagen: NASA Haga Click para agrandar
Cada mañana, Mian Abbas entra a su laboratorio y se sienta a examinar, una mota de polvo. Al estilo zen, estudia la misma mancha suspendida dentro de una cámara de vacío del tamaño de una pelota de baloncesto durante 10 a 12 días.
El objeto microscópico de su atención embelesada no es cualquier partícula de polvo vieja. Es polvo lunar. Uno por uno, Abbas está midiendo las propiedades de los granos de polvo individuales devueltos por los astronautas del Apolo 17 en 1972 y la nave espacial rusa Luna-24 de retorno de muestra que aterrizó en la Luna en 1976.
"Los experimentos con granos individuales nos están ayudando a comprender algunas de las propiedades extrañas y complejas del polvo lunar", dice Abbas. Este conocimiento es importante. Según la Visión para la Exploración Espacial de la NASA, los astronautas volverán a la luna para 2018, y tendrán que lidiar con mucho polvo lunar.
La docena de astronautas del Apolo que caminaron en la luna entre 1969 y 1972 se sorprendieron por lo "pegajoso" que era el polvo lunar. El polvo se metió en todo, herramientas de ensuciamiento y trajes espaciales. El equipo ennegrecido por el polvo absorbe la luz solar y tiende a sobrecalentarse. Fue un verdadero problema.
Muchos investigadores creen que el polvo lunar tiene un caso severo de adherencia estática: está cargado eléctricamente. Durante el día lunar, la intensa luz ultravioleta (UV) del sol elimina los electrones de la arena polvorienta. Los granos de polvo en la superficie iluminada por el día de la luna se cargan positivamente.
Eventualmente, las cargas repulsivas se vuelven tan fuertes que los granos se lanzan desde la superficie "como balas de cañón", dice Abbas, formando un arco a kilómetros por encima de la luna hasta que la gravedad los hace volver a caer al suelo. La luna puede tener una atmósfera virtual de este polvo volador, que se adhiere a los astronautas desde arriba y desde abajo.
O eso dice la teoría.
Pero, ¿los granos de polvo lunar realmente se cargan positivamente cuando se iluminan con luz ultravioleta? Si es así, ¿qué granos son los más afectados: granos grandes o granos pequeños? ¿Y qué hace el polvo lunar cuando está cargado?
Estas son preguntas que Abbas está investigando en su "Laboratorio de Plasma Polvoriento" en el Centro Nacional de Ciencia y Tecnología Espacial en Huntsville, Alabama. Junto con sus colegas Paul Craven y el estudiante de doctorado Dragana Tankosic, Abbas inyecta un solo grano de polvo lunar en una cámara y lo "atrapa" utilizando campos de fuerza eléctrica. (El inyector le da al grano una ligera carga, permitiendo que sea manejado por campos eléctricos.) Con el grano suspendido literalmente en el aire, "bombean la cámara a 10-5 torr para simular el vacío lunar".
Luego viene la parte fascinante: Abbas brilla con un láser UV en el grano. Como se esperaba, el polvo se "carga" y comienza a moverse. Al ajustar los campos eléctricos de la cámara con mucho cuidado, Abbas puede mantener el grano centrado; él puede medir su carga cambiante y explorar sus características fascinantes.
Al igual que los astronautas del Apolo, Abbas ya ha descubierto algunas sorpresas, a pesar de que su experimento aún no está a medias.
"Hemos encontrado dos cosas", dice Abbas. “Primero, la luz ultravioleta carga el polvo lunar 10 veces más de lo que la teoría predice. En segundo lugar, los granos más grandes (de 1 a 2 micrómetros de ancho) se cargan más que los granos más pequeños (0,5 micrómetros), justo lo contrario de lo que la teoría predice ".
Claramente, hay mucho que aprender. Por ejemplo, ¿qué sucede en la noche, cuando se pone el sol y se va la luz UV?
Esa es la segunda mitad del experimento de Abbas, que espera ejecutar a principios de 2006. En lugar de arrojar un láser UV sobre una partícula lunar individual, planea bombardear el polvo con un haz de electrones de un cañón de electrones. ¿Por qué electrones? La teoría predice que el polvo lunar puede adquirir una carga negativa en la noche, porque es bombardeado por electrones libres en el viento solar, es decir, partículas que salen del sol que se curvan detrás de la luna y golpean el suelo oscuro de la noche.
Cuando los astronautas del Apolo visitaron la Luna hace más de 30 años, aterrizaron a la luz del día y partieron antes del atardecer. Nunca pasaron la noche, así que lo que sucedió con el polvo lunar después del anochecer no importó. Esto cambiará: la próxima generación de exploradores permanecerá mucho más tiempo que los astronautas del Apolo, eventualmente estableciendo un puesto avanzado permanente. Necesitarán saber, ¿cómo se comporta el polvo lunar las 24 horas?
Manténgase atento a las respuestas del Laboratorio de Plasma Polvoriento.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
