Задачи исследования окололунного пространства. Часть II

Планируете посетить столицу, где в этом месяце пройдет конференция по проблемам исследования Луны? Тогда Вам определенно точно будет интересно узнать, что квартира на час в Москве арендуется невероятно просто! Все, что Вам для этого потребуется сделать, — посетить сайт mskroom.ru!


040714 1706 18 Задачи исследования окололунного пространства. Часть II

Расчеты траекторий движения одиночных частиц показали, что днем атомы водорода свободно диссипируют из лунной атмосферы, а молекулы Н2 выходят на высокую, близкую к круговой, окололунную орбиту. Ионы гелия также выходят на орбиту, близкую к круговой, но поскольку большая и малая полуоси этого эллипса мало отличаются по величине от лунного радиуса, частицы возвращаются на лунную поверхность и начинают новый цикл теплового движения. Орбиты ионов неона и аргона представляют собой более вытянутые эллипсы, которые входят в лунный шар на еще меньших расстояниях от точки выхода на орбиту. В ночное время атомы водорода движутся по эллиптическим орбитам, возвращающим их на лунную поверхность. Процесс миграции частиц с дневной стороны на ночную идет более интенсивно, чем в обратном направлении. Эта особенность движения частиц в лунной атмосфере служит дополнительным объяснением более высокой ночной концентрации легких газов и всплесков ионов аргона вблизи восхода и захода. Большая величина утреннего пика объясняется еще и процессами освобождения аргона, адсорбированного поверхностными породами в ночное время.

 

Очевидно, что отклонения реальных скоростей движения частиц от средних значений неизбежны. За счет того, что какая-то доля атомов или молекул движется со скоростями большими, чем средняя тепловая, в лунной экзосфере (как и в экзосфере других планет) происходит процесс диссипации, захватывающий не только легкие, но и тяжелые газы. В табл. ниже приведены результаты проведенных расчетов по временам диссипации различных компонентов лунной атмосферы с указанием средних скоростей теплового движения газовых частиц при максимальных температурах (Т = 400 К).

 

 

Таблица. Средние скорости теплового движения газовых частиц V при температуре 400 К и время диссипации t различных компонентов лунной атмосферы

 

H

Н2

Не

Ne

36Ar

40Ar

V.cm/c

2,76×105

1,95×105

1,38×105

0,62×105

0,46×105

0,44×105

t, лет

10-6

10-6

10-5

10-2

105

106

 

 

Время t, приведенное в таблице, определяется лишь тепловой диссипацией. Однако, для элементов более тяжелых, чем водород и гелий, существенную роль играет процесс фотоионизации и связанное с ним увеличение интенсивности рассеивания ионов.

 

040714 1706 19 Задачи исследования окололунного пространства. Часть II

Лунная атмосфера практически полностью находится в ионизированном состоянии, так как нейтральные молекулы и атомы газов, появляющиеся в окололунном пространстве, под воздействием жесткого ультрафиолетового излучения Солнца приобретают заряд. Поскольку Луна не обладает собственным магнитным полем значительной напряженности, ионы лунной атмосферы захватываются межпланетным магнитным полем, и, двигаясь по спирали вокруг силовых линий, покидают лунную экзосферу. Следовательно, с учетом фотоионизации процесс диссипирования Ne и Ar идет более интенсивно и время диссипации t следует несколько сократить.

 

040714 1706 20 Задачи исследования окололунного пространства. Часть II

Согласно оценкам максимальной плотности ранней лунной атмосферы в эпоху наиболее активной дегазации недр концентрация газов достигала 1010—1011 см 3. Если предположить, что эти процессы происходили в период наиболее интенсивного лунного вулканизма (4,0-3,5)х109 лет назад, то современная концентрация с учетом времени диссипации должна быть на 6-7 порядков ниже наблюдаемого значения. Следовательно, можно сделать принципиально важное предположение, что в настоящее время газовая оболочка Луны не является остатками ранней атмосферы. Только постоянное пополнение могло бы сохранить плотность лунной атмосферы на ее современном уровне, и такое пополнение постоянно происходит. Наиболее очевидным источником, пополняющим содержание водорода, гелия и неона в лунной атмосфере, является солнечный ветер. Измерения на искусственных спутниках Земли показали, что на уровне земной орбиты поток частиц солнечного ветра (главным образом протонов) составляет около 2,5 108 протонов/(см2с). В зависимости от солнечной активности поток протонов может колебаться от 5×107 до 5×108 протонов/(см2с). Кроме протонов и электронов в солнечном ветре присутствуют ядра гелия (от 2 до 20%) и ионы других газов. Поскольку магнитное поле Луны не может служить препятствием, частицы солнечного ветра полностью достигают поверхности и за длительное время (более 4 млрд лет) в значительной мере насытили поверхностные слои лунного реголита.


Найти на unnatural: Задачи исследования окололунного пространства Часть
Автор: admin | 7 Апрель 2014 | 119 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100