Bulan terus menjadi lebih menarik sepanjang waktu! Namun kini hadir berita "mengejutkan" bahwa menjelajahi kawah kutub bisa jadi jauh lebih sulit dan lebih berbahaya daripada yang diperkirakan sebelumnya. Penelitian baru menunjukkan bahwa ketika angin matahari mengalir di atas penghalang alami di bulan, seperti pelek kawah di kutub, kawah tersebut dapat diisi hingga ratusan volt. “Singkatnya, apa yang kami temukan adalah bahwa kawah kutub adalah lingkungan listrik yang sangat tidak biasa, dan khususnya bisa ada pengisian permukaan yang besar di bagian bawah kawah ini,” kata William Farrell dari Goddard Space Flight Center, penulis utama dari sebuah penelitian baru tentang lingkungan Bulan.
Orientasi bulan ke matahari membuat bagian bawah kawah kutub dalam bayangan permanen, memungkinkan suhu di sana untuk turun di bawah minus 400 derajat Fahrenheit, cukup dingin untuk menyimpan bahan yang mudah menguap seperti air selama miliaran tahun. Dan tentu saja, sumber daya apa pun yang terletak pada kawah-kawah itu menarik bagi penjelajah masa depan, seandainya para astronot kembali ke Bulan.
[/ caption]
"Namun, penelitian kami menunjukkan bahwa, selain dingin yang jahat, penjelajah dan robot di dasar kawah bulan kutub mungkin harus bersaing dengan lingkungan listrik yang kompleks juga, yang dapat mempengaruhi kimia permukaan, pelepasan statis, dan debu menempel, ”Kata Farrell, yang merupakan bagian dari Tim Impian bulan - proyek Dynamic Response of Environment at the Moon (DREAM), yang juga merupakan bagian dari Lunar Science Institute milik NASA.
Aliran angin matahari ke dalam kawah dapat mengikis permukaan, yang mempengaruhi molekul air yang baru ditemukan. Pelepasan statik dapat menyingkat peralatan yang sensitif, sedangkan debu bulan yang lengket dan sangat abrasif dapat merusak pakaian luar angkasa dan mungkin berbahaya jika dilacak di dalam pesawat ruang angkasa dan terhirup dalam waktu lama.
Angin matahari adalah gas tipis dari komponen atom bermuatan listrik - elektron bermuatan negatif dan ion bermuatan positif - yang terus-menerus bertiup dari permukaan matahari ke ruang angkasa. Karena bulan hanya sedikit miring dibandingkan dengan matahari, angin matahari mengalir hampir secara horizontal di atas permukaan bulan di kutub dan di sepanjang wilayah tempat transisi hari ke malam, yang disebut terminator.
Para peneliti membuat simulasi komputer untuk menemukan apa yang terjadi ketika angin matahari mengalir di pinggiran kawah kutub. Mereka menemukan bahwa dalam beberapa hal, angin matahari berperilaku seperti angin di Bumi - mengalir ke lembah kutub yang dalam dan lantai kawah. Tidak seperti angin di Bumi, komposisi elektron-ion ganda dari angin matahari dapat menciptakan muatan listrik yang tidak biasa di sisi gunung atau dinding kawah; yaitu, di bagian dalam tepi langsung di bawah aliran angin matahari.
Karena elektron lebih dari 1.000 kali lebih ringan dari ion, elektron yang lebih ringan dalam angin matahari bergegas ke kawah bulan atau lembah di depan ion-ion berat, menciptakan wilayah bermuatan negatif di dalam kawah. Ion-ion akhirnya mengejar, tetapi hujan ke kawah pada konsentrasi yang secara konsisten lebih rendah daripada elektron. Ketidakseimbangan di kawah ini membuat dinding dan lantai bagian dalam memperoleh muatan listrik negatif. Perhitungan mengungkapkan bahwa efek pemisahan elektron / ion paling ekstrim pada tepi angin kawah - di sepanjang dinding kawah di dalam dan di lantai kawah terdekat dengan aliran angin matahari. Sepanjang tepi bagian dalam ini, ion-ion berat memiliki kesulitan terbesar untuk sampai ke permukaan. Dibandingkan dengan elektron, mereka bertindak seperti sebuah traktor-trailer yang berjuang untuk mengikuti sepeda motor; mereka hanya tidak dapat membuat setajam puncak gunung sebagai elektron.
"Elektron membangun awan elektron di tepi bawah angin ini dari dinding dan lantai kawah, yang dapat menciptakan muatan negatif besar yang luar biasa dari beberapa ratus Volt relatif terhadap angin matahari yang lebat mengalir di atas," kata Farrell.
Muatan negatif di sepanjang tepi bawah angin ini tidak akan menumpuk tanpa batas. Akhirnya, tarik-menarik antara daerah bermuatan negatif dan ion positif dalam angin matahari akan menyebabkan beberapa arus listrik tidak biasa lainnya mengalir. Tim percaya satu sumber yang mungkin untuk arus ini bisa berupa debu bermuatan negatif yang diusir oleh permukaan yang bermuatan negatif, akan diangkat dan mengalir menjauh dari daerah yang bermuatan tinggi ini. "Para astronot Apollo di Modul Perintah yang mengorbit melihat sinar redup di cakrawala bulan selama matahari terbit yang mungkin telah menyebarkan cahaya dari debu yang menjulang tinggi secara listrik," kata Farrell. “Selain itu, misi Apollo 17 mendarat di situs yang mirip dengan lingkungan kawah - lembah Taurus-Littrow. Eksperimen Ejecta dan Meteorit Lunar yang ditinggalkan oleh para astronot Apollo 17 mendeteksi dampak dari debu pada penyeberangan terminator di mana angin matahari mengalir hampir horizontal, mirip dengan situasi di atas kawah kutub. ”
"Pekerjaan penting oleh Dr. Farrell dan timnya ini adalah bukti lebih lanjut bahwa pandangan kita tentang bulan telah berubah secara dramatis dalam beberapa tahun terakhir," kata Gregory Schmidt, wakil direktur NASA Lunar Science Institute di Pusat Penelitian Ames NASA, Moffett Field, California. "Ini memiliki lingkungan yang dinamis dan menarik yang baru mulai kita pahami."
Langkah selanjutnya untuk tim mencakup model komputer yang lebih kompleks. “Kami ingin mengembangkan model tiga dimensi sepenuhnya untuk memeriksa efek ekspansi angin matahari di sekitar tepi gunung. Kami sekarang memeriksa ekspansi vertikal, tetapi kami juga ingin tahu apa yang terjadi secara horizontal, ”kata Farrell. Pada awal 2012, NASA akan meluncurkan misi Lunar Atmosphere dan Dust Environment Explorer (LADEE) yang akan mengorbit bulan dan bisa mencari aliran debu yang diprediksi oleh penelitian tim.
Penelitian ini diterbitkan 24 Maret di Journal of Geophysical Research.
Sumber: NLSI
