Группа российских ученых из Физического факультета ВШЭ, ИКИ РАН, а также коллеги из МФТИ, ГАИШ МГУ, ДВФУ и Обсерватории Гарден добилась заметного прогресса в изучении природы пылевых облаков, которые появляются в результате столкновения метеороидов с поверхностью Луны. Эти открытия открывают новые горизонты для будущих космических миссий и позволяют значительно повысить безопасность планируемых экспедиций на Луну.
Тонкости лунных метеорных столкновений
Когда космический метеороид сталкивается с безатмосферной поверхностью Луны, происходят уникальные процессы, которые приводят к выбросу разнообразных частиц в окололунное пространство. Под воздействием ударной волны из поверхности поднимаются обломки реголита – фрагменты поверхности Луны, а также формируются мельчайшие капли горящего расплава. Частицы разной структуры и происхождения устремляются в разреженную экзосферу Луны, где ранее их присутствие практически не фиксировалось. Такое событие провоцирует образование сразу двух различных по составу и характеристикам пылевых облаков.
Открытия, подтвержденные астрономическими наблюдениями
В 2015 году специалисты Обсерватории Гарден зафиксировали на Луне редкую оптическую вспышку, вызванную крупным и очень быстрым метеороидом. Благодаря этому наблюдению у ученых появилась уникальная возможность сопоставить теоретические модели с реальными астрономическими фактами. Проведя глубокий анализ, научная команда определила: удар метеороида запускает сложный процесс формирования двух самостоятельных облаков. Одно состоит преимущественно из твердых фрагментов реголита, второе – из капель распластанной и уже затвердевшей лавы.
Эти облака характеризуются разными физическими свойствами, что особенно важно для их идентификации в ходе телескопических и инструментальных наблюдений.
Механизм образования пылевых облаков
Механизм формирования этих облаков довольно сложен. Сначала после удара из кратера вырываются куски грунта вместе с горячими каплями расплава. Оказавшись над поверхностью, частицы взаимодействуют с энергетически насыщенным солнечным ветром и ультрафиолетовым излучением. При этом они получают электрический заряд, что приводит к образованию плазменно-пылевых облаков разной природы.
Первое облако быстро расширяется и состоит из затвердевших капель, у которых структура и масса отличаются от частиц реголита. Второе облако, сформированное осколками поверхности, расширяется медленнее. Именно эти различия позволяют астрофизикам наблюдать два отдельных облака после каждого удара крупного метеороида.
Важность открытия для будущих космических программ
Исследования, выполненные коллективом российских институтов, оказались особенно значимыми для развития будущих программ по исследованию Луны. Подробные расчеты выведены для всех ключевых параметров: скоростей расширения, концентрации и размеров частиц, электрических зарядов. Данные расчетов полностью подтвердили наблюдения астрономов – облако из остывающих капель лавы расширяется заметно быстрее, чем облако из лунного реголита.
Это открытие стало крайне важным для проектирования новой техники и подготовки будущих экспедиций. Ведь лунная пыль представляет угрозу не только приборам, но и здоровью космонавтов: она может проникать внутрь спускаемых аппаратов и становиться невидимой опасностью во время полета на Землю. Глубокое понимание свойств плазменно-пылевых облаков поможет минимизировать возможные риски и создать эффективные защиты для космического оборудования.
Будущее исследований Луны и роль российских ученых
Открытые закономерности и построенные модели механизма образования пылевых облаков станут надежной научной основой для изучения Лунной поверхности. Физики ВШЭ, ИКИ РАН, МФТИ, ГАИШ МГУ, ДВФУ и астрономы Обсерватории Гарден продолжают свои исследования, способствуя развитию мировой лунной науки. Их труд позволяет эффективнее планировать новые экспедиции, выбирать оптимальные места для посадки на Луну и гарантировать безопасность космонавтов и техники на каждом этапе космических программ.
Российская команда внесла значимый вклад в исследования явления, ранее остававшегося загадкой для ученых всего мира. Благодаря этим открытиям становится возможным не только предугадывать последствия метеоритных ударов на Луне, но и более грамотно защищать будущие лунные миссии от невидимых угроз.
Изображение: Фотобанк Freepik
Источник: scientificrussia.ru
