05 април 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Едно малко зрънце лунен прах, един гигантски скок в лунните изследвания (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 09 февруари 2020 в 00:0919760
Геологът-астронавт Харисън по време на мисията Аполо 17. Кредит:

Учените са намерили нов начин да анализират химията на лунната почва, използвайки само едно малко зрънце прах, върнато от астронавтите от "Аполо 17" през 1972 г. Тяхната техника може да ни помогне да научим повече за условията на повърхността на Луната и формирането на ценни ресурси като вода и хелий.

През 1972 г. НАСА изпрати последния си екип от астронавти на Луната в мисията на Аполон 17. Астронавтите донесоха частици от Луната обратно на Земята, за да могат учените да продължат да изучават лунната почва в своите лаборатории. Тъй като не сме се върнали на Луната почти 50 години, всяка лунна проба е безценна. Трябва да ги пестим за изследователите - сегашните и бъдещите.

В новото проучване, публикувано в Meteoritics & Planetary Science, учените разкриват нов начин за анализиране на химията на почвата на Луната, като използват едно единствено зрънце прах. Техниката им може да ни помогне да научим повече за условията на повърхността на Луната и образуването на ценни ресурси като вода и хелий.

Кредит: NASA

"Ние анализираме космическите скали атом по атом", разказва Дженика Грийър (Jennika Greer), водещ автор на доклада и докторант в Музея Филд и Чикагския университет. „За първи път лунна проба е изследвана по този начин. Използваме техника, за която много геолози дори не са чували.

"Можем да приложим тази техника върху проби, които никой не е изучавал", добавя Филип Хек (Philipp Heck), уредник в Музея Филд и доцент в Чикагския университет и съавтор на статията. "Почти сте сигурни, че ще се намери нещо ново или неочаквано. Тази техника има толкова висока чувствителност и разделителна способност, намирате неща, които не бихте намерили по друг начин и използваме само малка част от пробата."

Техниката се нарича томографска атомна сонда  (APT) и обикновено се използва за материали, с които учените работят за подобряване на промишлени процеси като производство на стомана и нанопроводници. Но способността му да анализира малки количества материали го прави добър кандидат за изучаване на лунни проби. Пробата от Аполо 17 съдържа 111 килограма лунни скали и почва - така че изследователите трябва да я използват разумно. Анализът на Гриър изисква само едно зърно, приблизително голямо колкото сечението на човешки косъм. В това мъничко зърно тя идентифицира продукти от космическо изветряване, чисто желязо, вода и хелий, които се образуват при взаимодействието на лунната почва с космическата среда. Извличането на тези ценни ресурси от лунната почва може да помогне на бъдещите астронавти да поддържат работата си на Луната.

Кредит: cameca

За да изследва мъничкото зрънце, Гриър използва фокусиран лъч от заредени атоми, за да издълбае на повърхността му мъничък, супер остър връх. Този връх е широк само няколкостотин атома - за сравнение лист хартия е дебел стотици хиляди атоми.

„Можем да използваме определението нанорезбарство“, коментира Филип Хек. "Както  дърводелец оформя дърво, ние го правим на с минерали в наномащаб."

След като пробата се поставя в атомната сонда в Северозападния университет, Гриър я обстрелва с лазер, за да отдели атомите един по един. Отлитайки  от пробата, атомите удрят детектора. За по-тежките елементи като желязото е нужно повече време, за да достигнат до детектора, отколкото по-леките елементи като водорода. Чрез измерване на времето между лазерния изстрел и удара на атома върху детектора, инструментът може да определи вида на атома и неговия заряд. И накрая Гриър реконструира данните в три измерения като използва цветно кодирана точка за всеки атом и молекула, за да направи наноразмерна 3D карта на лунния прах.

За първи път учените могат да видят както вида на атомите, така и точното им местоположение в лунната почва. Въпреки че APT е добре позната техника в материалознанието, никой досега не се е опитвал да я използва за лунни проби. Гриър и Хек насърчават други космохимици да го изпробват.

„Той е чудесен за цялостно характеризиране на малки обеми от скъпоценните проби“, отбелязва Гриър. "Сега се случват тези наистина вълнуващи мисии като Hayabusa2 и OSIRIS-REx, които се връщат скоро на Земята - непилотирани космически кораби, които събират малки парчета астероиди. Това е техника, която определено трябва да се приложи към това, което те връщат, защото използва толкова малко материал, но осигурява така много информация. "

Изучаването на почвата от лунната повърхност дава на учените представа за важна сила в нашата Слънчева система: космическото изветряне. Космосът е сурова среда, с малки метеорити, потоци от частици, идващи от Слънцето, и радиация под формата на слънчеви и космически лъчи. Докато атмосферата на Земята ни предпазва от космически атмосферни влияния, други обекти като Луната и астероидите нямат атмосфера. В резултат на това почвата на лунната повърхност е претърпяла промени, причинени от космическото изветряне, което я прави коренно различна от скалите, от които е съставена останалата част от Луната. Това е нещо като сладолед, покрит с шоколад: външната повърхност не съответства на вътрешната. С APT учените могат да търсят разлики между изветрените от космоса повърхности и неизложената лунна почва по начин, който никой друг метод не може.

Тъй като изследването на Гриър използвало само връхче с наноразмер, оригиналното зърно от лунен прах все още е на разположение за бъдещи експерименти. Това означава, че други поколения учени могат да правят други открития и прогнози от една и съща ценна проба.

„Преди петдесет години никой не е предполагал, че някой някога ще анализира проби с тази техника и използва само мъничко късче от едно зърно“, заявява Хек. "Хиляди такива зърна могат да бъдат на ръкавицата на астронавт. Това би било достатъчно материал за голямо проучване."

Гриър и Хек подчертават необходимостта от мисии, при които астронавтите връщат физически проби заради разнообразието на терени в космическото пространство.

"Ако анализирате само космическото изветряне от едното място на Луната, това е като само анализ на изветрянето на Земята само в една планинска верига", подчертава Гриър. "Трябва да отидем на други места и обекти, за да разберем космическото изветряне по същия начин, който трябва да проверим на различни места по Земята като пясъка в пустините и в сипеите в планинските вериги на Земята".

Все още не знаем какви изненади можем да открием от космическите атмосферни влияния.

„Важно е да изучим тези материали в лабораторни условия, за да разберем какво виждаме, когато гледаме през телескоп“, коментира Гриър. "Посредством нещо подобно разбираме каква е средата на Луната. Това надхвърля онова, което астронавтите могат да ни разкажат, докато само вървят по Луната. Това малко зрънце съхранява милиони години история".

Резултатите от това проучване убедиха НАСА да финансира Музея Филд и екипа на Северозападния регион и колегите му от Пърдъу през следващите три години, за да изучават различни видове лунен прах с APT, за да определят количеството на водата и да изучат други аспекти на космическото изветряне.

Източник: One small grain of moon dust, one giant leap for lunar studies, ScienceDaily


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Леонардо, изобретателят
Леонардо, изобретателят
15 април 2020 в 00:0020771
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.