Nándor
7 °C
23 °C

Veszélyes a holdpor

2009.04.27. 20:27
A Hold felszínét borító, mindenre tapadó por tulajdonságai a Nap horizont feletti magasságától függenek.

Idén éppen 40 éve lépett először emberi lény egy idegen égitest felszínére. A történelmi jelentőségű eseménysorozat alatt, az 1960-as és 1970-es években az Apollo-űrhajók utasainak a Hold felszínén egy roppant apró, de mégis nagyon veszélyes ellenféllel kellett szembenézniük: a kőzetekből keletkező, nagyon finom holdporral.

Ez a por igen apró szemcsékből áll, melyek átlagos mérete 70 mikrométer, ami körülbelül az emberi hajszál vastagsága. A gyakorlatilag alig kimutatható holdi légkör szinte semmit nem szűr ki a Nap sugárzásából, amelynek intenzív ultraibolya és röntgensugárzása hatására a szemcsék elektromos töltésre tesznek szert. Ennek eredményeképpen a szemcsék szinte bármire képesek rátapadni.

Ez a tapadás súlyos következményekkel járhat. A holdfelszínen hagyott műszerek a rájuk tapadt, sötétebb por következtében több sugárzást nyelnek el, így túlhevülhetnek. Az űrhajósok szkafanderén felgyülemlő por pedig a holdkompban, illetve a visszaút során az űrruháról leválva már szabadon lebeg, így az űrhajósok egészségét is veszélyezteti belégzésük.

Edwin Aldrin a holdmodul mellett az Apollo-11 holdraszállása után. Brian O’Brien az Apollo-11 és Apollo-12 utak során kihelyezet porérzékelő műszerek adatait használta fel munkájában (forrás: NASA).
Edwin Aldrin a holdmodul mellett az Apollo-11 holdraszállása után. Brian O’Brien az Apollo-11 és Apollo-12 utak során kihelyezet porérzékelő műszerek adatait használta fel munkájában (forrás: NASA).

1965-ben a NASA az ausztráliai születésű Brian O'Brien fizikust (aki akkoriban az űrtudományok professzora volt a houstoni Rice Egyetemen) hívta meg, és az Apollo-programba tervezett kísérletek felügyeletével bízták meg. A holdpor kutatását 1966-ban kezdte meg, mivel tartott tőle, hogy saját készítésű, a töltött részecskék áramát mérő műszerét, amelyet az Apollo-14 hagy majd hátra a Holdon, működésképtelenné teszi az eszközt belepő por.

A félelem nem volt alaptalan: O'Brien már 1970-ben írott cikkében rámutatott, hogy az Apollo-11 holdmoduljának felszállásakor a hajtóműből kiáramló gázok által felkavart holdpor az elsőként a felszínen hagyott műszer, egy szeizmométer felszínén telepedett le, amely ezt követően túlmelegedett, és három hét után meghibásodott. Ez a megállapítása nem egyezett meg az 1969-es hivatalos NASA-közleménnyel, amelyben nem esett szó a műszer porral való beszennyeződéséről.

Négy évtizeddel később O'Brien legújabb tanulmánya, amelyet a Geophysical Research Letter folyóirat fogadott el közlésre, azt részletezi, hogy a Nap horizont feletti magassága, így a besugárzás erőssége alapvető befolyással van a holdpor tapadási képességére, írta meg a Hírek.csillagászat.hu. A munka során első ízben vizsgálta meg a holdpor tapadásáért felelős erők erősségének változását a holdbéli nap során, amely mintegy 708 földi órának felel meg. Figyelmet fordított arra is, hogyan különböznek, illetve változnak ezek az erők függőleges és vízszintes síkban levő felületek esetén. A kutatáshoz a Hold felszínén az Apollo-11 és Apollo-12 által használt, mintegy gyufásdoboz méretű eszköz, a Dust Detector Experiment (Porérzékelő Kísérlet) nevű berendezés adatait használta fel.

Már a vizsgálat sem volt egyszerű: 2006 végén értesülhetett O'Brien a NASA hivatalos honlapján arról, hogy az űrügynökség elveszítette a porérzékelők által rögzített adatokat tartalmazó mágnesszalagokat, ezért a kutató saját, 173 szalagból álló gyűjteményét vizsgálta át újra. A szalagokat még a NASA küldte meg neki egyesével 1969-1970-ben, amikor a Sydney-i Egyetem fizika tanszékén dolgozott, majd 1971-ben magával vitte, amikor egy új állás miatt Perthbe költözött. Napjainkra O'Brien szalagjai az egyetlenek, amelyeken a kísérletek eredményei megtalálhatók. Az egyedül dolgozó és kutatásait saját maga finanszírozó 75 éves tudós két évet áldozott életéből ezen mágnesszalagok adataiból nyomtatott adatsorok elemzésével, amelyek összesen közel 6 millió mérési adatot tartalmaznak.

Az eredmények szerint az Apollo-11 küldetés során a holdfelszínen hagyott egyik por-érzékelő vízszintes felületét tökéletesen tisztára fújták a műszertől mintegy 130 méternyire visszainduló holdmodul hajtóművéből kicsapó gázok. Ugyanakkor az indítás csak a pormennyiség mintegy felét sodorta le a függőlegesen elhelyezkedő celláról, ami arra mutat, hogy a cellára tapadt porban még jóval erősebb volt a porszemcsék közötti tapadási erő. Ebben az időpontban a vízszintesen levő cellát csak igen lapos szögben világították meg a kelő Nap sugarai, míg a kelet felé néző, függőlegesen álló elemet meredekebb szögben érte a sugárzás. Ahogyan a Nap emelkedett a holdi égbolton, csökkent a beesési szög a vízszintes panelen is, így a tapadásért felelős erők is gyengültek. Amikor központi csillagunk körülbelül 45 fok magasságba ért, a tapadási erők annyira lecsökkentek, hogy a részecskéket már a Hold gyenge gravitációs tere is le tudta választani a függőleges napelemcelláról, amelyről minden por lehullott a holdbéli éjfél beállta előtt.

A kutatás nem csak a 40 évvel ezelőtti expedíciók megértése miatt fontos, de lényeges lehet a jövő hold-, illetve marsutazói számára is. O'Brien rögtön egy egyszerű és praktikus védőeszközt is javasol: egy széles napernyőt, amely a Nap sugárzásának leárnyékolásával lényegében megakadályozza a tapadási erő létrejöttét.