Soms lijkt de maan een ijle atmosfeer te hebben van bewegende stofdeeltjes die omhoog springen en terugvallen naar het oppervlak van de maan. Voor het eerst gezien tijdens de Surveyor en Apollo-tijdperken, waren deze waarnemingen volledig onverwacht, en wetenschappers proberen dit fenomeen nog steeds te begrijpen.
De eerste aanwijzing dat er iets vreemds aan de hand was met het maanoppervlak was in de jaren zestig toen camera's op het ruimtevaartuig Surveyor die naar de westelijke horizon wezen, een helderdere zwevende wolk opmerkten die enkele uren aanhield.
"Er zijn veel andere stukjes en beetjes van dit soort waarnemingen", zei Dr. Mihaly Horanyi van het University of Colorado Boulder's Laboratory for Atmospheric and Space Physics. “Zo hoopten de astronauten in de Apollo-commandomodules die in een baan om de maan bleven, beelden van de donkere hemel te maken, maar er is natuurlijk verstrooid licht van het stof in de interplanetaire ruimte. Maar de helderheid leek ook het maanoppervlak te volgen, wat aangeeft dat er op de een of andere manier stof van het oppervlak van de maan komt. '
Terwijl astronauten van Apollo 8, 10 en 15 allemaal zulke stofwolken rapporteerden, zag en schetste Apollo 17 in 1972 herhaaldelijk ongeveer 10 seconden lang wat ze 'banden', 'streamers' of 'schemerstralen' noemden voor de maan- of maanzonsondergang.
Naast het mysterie was er ook op Apollo 17 een stofdetector die door de astronauten op het oppervlak was geplaatst, het Lunar Ejecta en Meteorite-experiment, dat de hoge snelheid van inslagen van micrometeorieten die de maan raken, moest meten.
"In plaats daarvan toonden de metingen een toename van deeltjesfluxen die honderdvoudig omhoog gingen toen de dag nacht werd en de nacht dag werd op die locatie op de maan", zei Horanyi.
“Elk van deze metingen heeft op de een of andere manier een alternatieve verklaring. Maar het lijkt erop dat het hele lichaam van deze waarnemingen het beste kan worden verklaard door te erkennen dat stof - zelfs op een airless lichaam - kan bewegen en tot leven kan komen. '
Zelfs al dacht de maan geen atmosfeer te hebben, zei Horanyi dat andere processen die waarschijnlijk verband houden met de plasma- en stralingsomgeving van de maan, 'de elektro-dynamische processen van de nabije oppervlakte-maanomgeving die sterk genoeg elektrische velden kunnen hebben en het oppervlak kan hebben genoeg elektrostatische ladingen die het stofvrij kunnen breken en op de een of andere manier kunnen verplaatsen of over het oppervlak kunnen bewegen. "
Met andere woorden, elektrostatische oplading van het maanoppervlak zorgt ervoor dat het stof zweeft en op de een of andere manier neerslaat door veranderingen in zonlicht.
Horanyi zei dat dit soort dingen is gezien op andere airless lichamen, zoals op Mercurius, kometen en asteroïden.
"Bijvoorbeeld, de bijna-landing op de asteroïde Eros," zei Horanyi, "mensen merkten op dat de bodem van de kraters gevuld is met fijn stof, en er is niet genoeg atmosfeer, en zeker is het lichaam te klein, hebben asteroïde shakes - de asteroïde versie van aardbevingen - dus het mogelijke transport dat in sommige regio's stof zou opvangen of ophopen en het van andere zou verplaatsen, is hoogstwaarschijnlijk een plasma-effect. ”
Horanyi en andere wetenschappers hebben laboratoriumexperimenten uitgevoerd om te proberen de maanomgeving na te bootsen om te zien of er stoftransport plaatsvindt.
"Stel je voor de eerste reeks experimenten een stuk oppervlak voor met stofdeeltjes erop, en we schijnen licht op dit oppervlak", zei hij, "zodat de helft verlicht is, de andere helft niet, alsof er een terminatorgebied is , dat de zon aan de ene kant ondergaat en aan de andere kant nog licht schijnt. Als je licht op het oppervlak schijnt met eigenschappen die geschikt zijn, kun je foto-elektronen uitstralen, maar je zendt alleen elektronen uit vanaf de verlichte kant, en sommige van die elektronen landen aan de donkere kant, - je hebt een positief ladingsoverschot op de verlichte en een negatieve lading stapelen zich op aan de nachtzijde. Over een paar millimeter kun je gemakkelijk een potentiaalverschil genereren van misschien een watt of een handvol watt, wat zich eigenlijk vertaalt als een kleinschalige, maar ongelooflijk sterke elektrische velden. Dit kan een kilowatt van meer dan een meter zijn. Maar het bestaat natuurlijk alleen over een scherpe grens, en die scherpe grens kan de sleutel zijn om te begrijpen hoe je stof in het begin beweegt. '
Horanyi zei in het voorbijgaande gebied waar grenzen overeenkomen - verlichte en donkere grenzen, of grenzen tussen waar het oppervlak wordt blootgesteld aan een plasma en waar dit niet het geval is - die scherpe overgangen zouden de hechting tussen stof en de rest van het oppervlak eigenlijk kunnen overwinnen en beginnen in beweging.
"En dat is waar het verhaal echt interessant wordt", zei hij.
Hopelijk kan een nieuwe missie genaamd LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer) dit mysterie helpen verklaren. Het is gepland om te starten in 2013 en vliegt in een lage baan om de maan, zo dicht mogelijk bij het oppervlak als 30-50 km. Aangezien NASA binnenkort misschien geen astronaut naar de maan stuurt, is de missie van LADEE nu misschien een beetje anders dan eerder werd gedacht, maar er is nog steeds een belangrijke wetenschap die ze moet uitvoeren.
Het zal drie instrumenten bevatten, een infraroodcamera, een neutrale massaspectrometer en een stofdetector, die Horanyi helpt bouwen.
"Dat hopelijk in staat zal zijn om kleine, kleine, kleine deeltjes te meten waarvan mensen beweren dat ze van de oppervlakte komen", zei Horanyis. "En we hopen dat deze instrumenten in combinatie een einde zouden kunnen maken aan dit argument dat we sinds begin jaren 70 hebben gehad, of stof werkelijk actief wordt getransporteerd en rondgeslingerd op het maanoppervlak of niet."
