Kiedy Neil Armstrong i Buzz Aldrin wrócili z Księżyca, ich ładunek zawierał prawie pięćdziesiąt funtów skał i gleby, które zostały zapakowane w aluminiowe pudełko z uszczelkami zaprojektowanymi w celu utrzymania niskiego ciśnienia na powierzchni Księżyca. Ale z powrotem w Johnson Space Center, w Houston, naukowcy odkryli, że uszczelki zostały zniszczone przez pył księżycowy.
Pył księżycowy jest drobny, jak proszek, ale tnie jak szkło. Powstaje, gdy meteoroidy rozbijają się na powierzchni Księżyca, podgrzewając i spulchniając skały i brud, które zawierają krzemionkę i metale, takie jak żelazo. Ponieważ nie ma tam wiatru ani wody, które mogłyby wygładzić szorstkie krawędzie, maleńkie ziarenka są ostre i poszarpane, i przylegają niemal do wszystkiego.
“Inwazyjny charakter pyłu księżycowego stanowi większe wyzwanie dla inżynierów, a także dla zdrowia osadników, niż promieniowanie” – napisał Harrison (Jack) Schmitt, astronauta Apollo 17, w swojej książce “Powrót na Księżyc” z 2006 roku. Pył brudził skafandry kosmiczne i zżerał warstwy butów księżycowych. W ciągu sześciu misji Apollo ani jedna skrzynia skalna nie zachowała szczelności próżniowej. Pył podążał za astronautami także do ich statków. Według Schmitta, pachniał jak proch strzelniczy i utrudniał oddychanie. Nikt nie wie dokładnie, co mikroskopijne cząsteczki robią z ludzkimi płucami.
Pył nie tylko pokrywa powierzchnię Księżyca, ale unosi się do sześćdziesięciu mil nad nim – jako część jego egzosfery, gdzie cząsteczki są związane z Księżycem przez grawitację, ale są tak nieliczne, że rzadko się zderzają. W latach sześćdziesiątych sondy Surveyor sfilmowały świecący obłok unoszący się tuż nad powierzchnią Księżyca podczas wschodu Słońca. Później, astronauta Apollo 17 Gene Cernan, podczas orbitowania wokół Księżyca, zarejestrował podobne zjawisko na ostrej linii łączącej księżycowy dzień z nocą, zwanej terminatorem. Cernan naszkicował serię obrazów ilustrujących zmieniający się krajobraz pyłowy; strumienie cząsteczek odrywały się od ziemi i lewitowały, a powstałe w ten sposób chmury stawały się coraz ostrzejsze, gdy orbiter astronautów zbliżał się do światła dziennego. Ponieważ nie ma wiatru, który tworzyłby i podtrzymywał chmury, ich pochodzenie jest pewną zagadką. It’s presumed that they’re made of dust, but no one fully understands how or why they do their thing.
It’s possible that an electrical field forms at the terminator line-where sunlight meets shadow-that could knock dust particles aloft. Mihály Horányi, fizyk z University of Colorado w Boulder, wykazał, że pył księżycowy rzeczywiście może reagować na takie pole elektryczne. Ale podejrzewa on, że mechanizm ten nie jest wystarczająco silny, aby stworzyć i utrzymać tajemnicze, świecące chmury.
Dane z nowej misji powinny pomóc naukowcom znaleźć lepsze wyjaśnienie. Podczas gdy minęły dziesięciolecia odkąd amerykańscy astronauci i łaziki zbadali Księżyc, pył księżycowy jest przedmiotem zainteresowania po raz kolejny, z międzynarodowymi i komercyjnymi programami kosmicznymi ogłaszającymi szereg potencjalnych robotycznych i ludzkich misji księżycowych. We wrześniu NASA wystrzeliła małą sondę, Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, lub LADEE, aby przeanalizować, przez następne kilka miesięcy, pył i cząsteczki, które otaczają jedynego naturalnego satelitę Ziemi.
Sonda jest wielkości małego samochodu i jest obudowana panelami słonecznymi. Na szczycie jej nosa znajdują się trzy pudełkowate instrumenty: licznik pyłu częściowo zaprojektowany przez Horányi’ego, oraz dwa detektory chemiczne do identyfikacji cząsteczek takich jak hel i sód. Z jego boku wystaje Demonstrator Księżycowej Komunikacji Laserowej, który wysyła dane, takie jak liczba dużych i małych cząstek oraz ich położenie, z powrotem na Ziemię za pomocą wiązki laserowej; niedawno pobił rekord najszybszej komunikacji między NASA a Księżycem, przesyłając dane na odległość prawie dwustu czterdziestu tysięcy mil z prędkością sześciuset dwudziestu dwóch megabitów na sekundę, czyli mniej więcej siedemdziesiąt jeden razy szybciej niż przeciętne połączenie szerokopasmowe w Stanach Zjednoczonych.
Misja warta dwieście osiemdziesiąt milionów dolarów jest dobrze zaplanowana, ponieważ detektory LADEE uzyskają stosunkowo nieskażony obraz gęstości pyłu i profilu chemicznego Księżyca, wyprzedzając spodziewany ruch: Chiny, Indie, Japonia i Rosja ogłosiły plany wystrzelenia sond i łazików księżycowych w najbliższych latach. Nagroda Google’a Lunar X stawia inżynierom wyzwanie zbudowania bezzałogowego statku z kamerami, który wyląduje na Księżycu i będzie nadawał “mooncasts” z powrotem na Ziemię do 2015 roku. Golden Spike Company, inny startup kosmiczny, ma ambicje dla misji załogowych w następnej dekadzie lub tak.
Gdy misja LADEE zakończy się za kilka miesięcy, sonda dołączy do zapory piętnastu ton materiału kosmicznego, który spada na Księżyc każdego dnia, tworząc własną chmurę pyłu księżycowego, tak jak przesyła ostatnie dane z powrotem na Ziemię.
Kate Greene jest pisarką i niedawnym członkiem załogi czteromiesięcznej symulowanej misji marsjańskiej o nazwie HI-SEAS. Mieszka w San Francisco.
Zdjęcie autorstwa SSPL/Getty.