Yksi kuunpölyhie roikkuu ripustettuna Abban tyhjiökammiossa. Kuvan luotto: NASA Klikkaa suuremmaksi
Joka aamu Mian Abbas saapuu laboratorioonsa ja istuu alas tutkimaan – yksittäinen pölyhiukkanen. Zenin tapaan hän tutkii samaa täplää, joka on ripustettu koripallon kokoiseen tyhjiökammioon jopa 10-12 päivän ajan.
Hänen kiinnostuneen huomionsa mikroskooppinen kohde ei ole vain mikä tahansa vanha pölyhiukkanen. Se on kuupölyä. Abbas mittaa yksitellen Apollo 17 -astronautien vuonna 1972 ja Kuuhun vuonna 1976 laskeutuneen venäläisen Luna-24 näytepalautusavaruusaluksen yksittäisten pölyjyvien ominaisuuksia.
'Yksittäisillä jyväillä tehdyt kokeet auttavat meitä ymmärtämään joitain kuupölyn outoja ja monimutkaisia ominaisuuksia', Abbas sanoo. Tämä tieto on tärkeää. NASAn Vision for Space Explorationin mukaan astronautit palaavat kuuhun vuoteen 2018 mennessä – ja heidän on kohdattava paljon kuupölyä.
Kymmeniä Apollo-astronautia, jotka kävelivät Kuussa vuosina 1969-1972, olivat kaikki yllättyneitä siitä, kuinka 'tahmeaa' kuupöly oli. Pölyä pääsi kaikkeen, likaantui työkaluja ja avaruuspukuja. Pölyn mustemmat laitteet imevät auringonvaloa ja pyrkivät ylikuumenemaan. Se oli todellinen ongelma.
Monet tutkijat uskovat, että kuupölyllä on vakava staattinen tarttuminen: se on sähköisesti varautunut. Kuun päiväsaikaan auringon voimakas ultraviolettivalo (UV) pudottaa elektroneja pois jauhemaisesta rakeesta. Pölyjyvät kuun päivänvalolla pinnalla varautuvat siten positiivisesti.
Lopulta hylkivät lataukset muuttuvat niin voimakkaiksi, että rakeita laukeaa pinnasta 'kuin kanuunankuulat', Abbas sanoo, ja kiertelee kilometrejä kuun yläpuolella, kunnes painovoima saa ne putoamaan takaisin maahan. Kuussa voi olla tämän lentävän pölyn virtuaalinen ilmapiiri, joka tarttuu astronautteihin ylhäältä ja alhaalta.
Tai niin teoria menee.
Mutta tulevatko kuun pölyjyvät todella positiivisesti varautuneiksi, kun ne valaisevat ultraviolettivalon? Jos on, mitkä jyvät kärsivät eniten – isot vai pienet jyvät? Ja mitä kuupöly tekee, kun se on ladattu?
Näitä kysymyksiä Abbas tutkii 'Dusty Plasma Laboratoryssa' National Space Science and Technology Centerissä Huntsvillessä, Alabamassa. Yhdessä kollegoiden Paul Cravenin ja tohtoriopiskelija Dragana Tankosicin kanssa Abbas ruiskuttaa yhden kuun pölyjyvän kammioon ja 'saa kiinni' sen sähköisten voimakenttien avulla. (Injektori antaa viljalle pienen varauksen, jolloin sähkökentät voivat käsitellä sitä.) Kun viljaa pidetään kirjaimellisesti ilmassa, ne 'pumppaavat kammion 10-5 torriin simuloidakseen kuun tyhjiötä'.
Seuraavaksi tulee lumoava osa: Abbas loistaa UV-laserilla viljaa. Kuten odotettua, pöly 'latautuu' ja se alkaa liikkua. Säätämällä kammion sähkökenttiä huolella, Abbas voi pitää viljan keskitettynä; hän voi mitata sen muuttuvaa varausta ja tutkia sen kiehtovia ominaisuuksia.
Apollon astronautien tavoin Abbas on jo löytänyt yllätyksiä, vaikka hänen kokeilunsa ei ole vielä puoliksi valmis.
'Olemme löytäneet kaksi asiaa', Abbas sanoo. 'Ensinnäkin ultraviolettivalo lataa kuupölyä 10 kertaa enemmän kuin teoria ennustaa. Toiseksi isommat rakeet (halkaisijaltaan 1–2 mikrometriä) latautuvat enemmän kuin pienet (0,5 mikrometriä), juuri päinvastoin kuin teoria ennustaa.
On selvää, että opittavaa on paljon. Mitä tapahtuu esimerkiksi yöllä, kun aurinko laskee ja UV-valo sammuu?
Tämä on Abbasin kokeen toinen puolisko, jonka hän toivoo suorittavansa vuoden 2006 alussa. Sen sijaan, että hän loistaisi UV-laserilla yksittäiselle kuun hiukkaselle, hän aikoo pommittaa pölyä elektronisäteellä elektroniaseesta. Miksi elektronit? Teoria ennustaa, että kuun pöly voi saada negatiivisen varauksen yöllä, koska sitä pommittavat aurinkotuulen vapaat elektronit – eli auringosta virtaavat hiukkaset, jotka kiertyvät kuun takana ja osuvat yöpimeään maaperään.
Kun Apollo-astronautit vierailivat Kuussa yli 30 vuotta sitten, he laskeutuivat päivänvalossa ja lähtivät ennen auringonlaskua. He eivät koskaan jääneet yöksi, joten sillä, mitä tapahtui kuutomulle pimeän jälkeen, ei ollut väliä. Tämä muuttuu: Seuraava tutkijoiden sukupolvi säilyy paljon pidempään kuin Apollon astronautit, ja lopulta perustavat pysyvän etuvartionsa. Heidän on tiedettävä, kuinka kuupöly käyttäytyy ympäri vuorokauden?
Pysy kuulolla Dusty Plasma Labin vastauksista.
Alkuperäinen lähde: NASA:n uutistiedote