На основе новейшего исследования, выполненного учёными из Georgia Tech, наномасштабный анализ лунных образцов из программы «Аполлон» позволяет изучить воздействие космической среды на поверхность Луны, обнаруживая мельчайшие детали, связанные с образованием воды и потенциальными угрозами для человека в космосе.
Лунная поверхность не обладает атмосферой и магнитным полем, поэтому она подвергается постоянному облучению солнечным ветром, космическими лучами и микрометеоритными ударами. Эти факторы неизбежно вызывают так называемое космическое старение, что приводит к изменению свойств пыли и горных пород на Луне.
В рамках данного исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports, специалисты Georgia Tech провели пространственную карту наночастиц с одновременным анализом оптических свойств образцов. Такой подход позволяет не только проследить историю облучения и кристаллизации пород, но и выявить изменения в их химическом составе.
Используемые методики включают nano-FTIR спектроскопию и высокоточное наноизображение, освоенное в Nano-Optics Laboratory Университета Джорджии под руководством профессора Йоханнеса Абате. Профессор Филлип Стенсил, заведующий кафедрой физики в UGA, отметил, что обычные инструменты не способны выявить тонкие детали, доступные при анализе на уровне десятков нанометров, сравнимых с сотнями атомов.
Анализ обнаружил изменения оптических подписей образцов, выявив в структуре пор материалов захваченные состояния электронов – фактически «дыры» в атомной решетке, вызванные радиационным повреждением. При этом локальное увеличение содержания неодима и хрома указывает на вклад внешних частиц, таких как микрометеориты, наносящие удары со скоростью, превышающей 5 км/с.
Томас Орландо, профессор школы химии и биохимии, подчеркнул, что обнаружение воды на Луне критически важно для программы Artemis, поскольку она может служить источником кислорода и водорода. Среди потенциальных рисков для будущих миссий были выявлены нарушения герметичности скафандров вследствие пыли, повреждения от микрометеоритных ударов и опасность вдыхания лунного грунта.
Последующий этап исследований будет связан с объединением данных наноанализа с орбитальными картами Луны для создания интегрированных моделей эволюции лунной поверхности. Такая методика позволит определить распределение воды, метана и других ресурсов, а также проследить историю формирования поверхности на основе образцов, хранящихся более 50 лет.
Научное сотрудничество ведётся в рамках программ CLEVER и предшествующей REVEALS, одобренных NASA, объединяющих экспертов из США и Европы. Комплексный подход к изучению процессов, задействованных солнечным ветром и микрометеоритами, открывает новые возможности для планирования безопасных человеческих миссий и глубокого освоения космоса.
Изображение носит иллюстративный характер
Лунная поверхность не обладает атмосферой и магнитным полем, поэтому она подвергается постоянному облучению солнечным ветром, космическими лучами и микрометеоритными ударами. Эти факторы неизбежно вызывают так называемое космическое старение, что приводит к изменению свойств пыли и горных пород на Луне.
В рамках данного исследования, опубликованного в журнале Scientific Reports, специалисты Georgia Tech провели пространственную карту наночастиц с одновременным анализом оптических свойств образцов. Такой подход позволяет не только проследить историю облучения и кристаллизации пород, но и выявить изменения в их химическом составе.
Используемые методики включают nano-FTIR спектроскопию и высокоточное наноизображение, освоенное в Nano-Optics Laboratory Университета Джорджии под руководством профессора Йоханнеса Абате. Профессор Филлип Стенсил, заведующий кафедрой физики в UGA, отметил, что обычные инструменты не способны выявить тонкие детали, доступные при анализе на уровне десятков нанометров, сравнимых с сотнями атомов.
Анализ обнаружил изменения оптических подписей образцов, выявив в структуре пор материалов захваченные состояния электронов – фактически «дыры» в атомной решетке, вызванные радиационным повреждением. При этом локальное увеличение содержания неодима и хрома указывает на вклад внешних частиц, таких как микрометеориты, наносящие удары со скоростью, превышающей 5 км/с.
Томас Орландо, профессор школы химии и биохимии, подчеркнул, что обнаружение воды на Луне критически важно для программы Artemis, поскольку она может служить источником кислорода и водорода. Среди потенциальных рисков для будущих миссий были выявлены нарушения герметичности скафандров вследствие пыли, повреждения от микрометеоритных ударов и опасность вдыхания лунного грунта.
Последующий этап исследований будет связан с объединением данных наноанализа с орбитальными картами Луны для создания интегрированных моделей эволюции лунной поверхности. Такая методика позволит определить распределение воды, метана и других ресурсов, а также проследить историю формирования поверхности на основе образцов, хранящихся более 50 лет.
Научное сотрудничество ведётся в рамках программ CLEVER и предшествующей REVEALS, одобренных NASA, объединяющих экспертов из США и Европы. Комплексный подход к изучению процессов, задействованных солнечным ветром и микрометеоритами, открывает новые возможности для планирования безопасных человеческих миссий и глубокого освоения космоса.
