О левитации пыли над поверхностью Луны
DOI:
https://doi.org/10.26577/rcph-2019-i2-7Ключевые слова:
Лунный реголит, плплазменно-пылевой слой, левитацияАннотация
Определение механизмов образования лунной пыли, исследование динамики и взаимодействия пылинок с плазмой и с поверхностью космических аппаратов являются актуальными, при этом существуют несколько теоретических моделей по исследованию формирования плазменно-пылевого слоя над поверхностью Луны.
В статье представлен краткий обзор исследованиям, изучавшие динамику пылевых частиц в плазменном слое над поверхностью Луны. Построена вычислительная модель динамики пылевых частиц левитирующих над поверхностью Луны на основе метода молекулярной динамики. Определено распределение пылевых частиц по размерам. Рассматриваются физические условия – плотность реголита, размеры частиц, параметры (плотность, температура электронови ионов, скорость) солнечного ветра, характеризующие динамику пылевых частиц вблизи поверхности Луны. Зарядка пылевых частиц рассчитывался с учетом плотности электронов, ионов солнечного ветра и фотоэлектронов в приближении ограниченных орбит (OML). Построен график зависимости заряда пылевой частицы от времени. Процессы зарядки пылевых частиц в плазменной среде вблизи поверхности Луны могут привести к левитации и транспортировки пылевых частиц по поверхности Луны под действием гравитационного и электрического поля.
Библиографические ссылки
2 S.I. Popel, A.P. Golub, L.M. Zelenyi, M. Horanyi, JETP Letters, 105, 594-599 (2017). (in Russ).
3 M. Horanyi, J. R. Szalay, S. Kempf, J. Schmidt , E. Grun, R. Srama, Z. Sternovsky, Nature 522, 324 -326 (2015).
4 E.A. Lisin, V.P. Tarakanov, O.P. Petrov, S.I. Popel, G.G. Dolnikov, A.V. Zakharov, L.M. Zeleny, V.E. Fortov. JETP Letters. 98(11), 755–761(2013). (in Russ).
5 X.Wang, M. Horányi and S. Robertson. J. Geophys. Res. 115(A11), A11102 (2010).
6 N.N. Skvortsova, S.A. Mayorov, D.V. Malakhov, V.D. Stepakhin, E.A.Obraztsova, A.I. Kenzhebekova, O.S. Shishilov. JETP Letters, 109(7), 452–459 (2019). (in Russ).
7 Stubbs T. J., Halekas J.S., Farrell W. M. and Vondrak R. Lunar surface charging: a global perspective using lunar prospector data, Workshop on dust in planetary systems (Kaua‘i, Hawai‘I, September 26–30,2005), 139-140.
8 R.C. Elphic, G. T. Delory, B. P. Hine et al., Space Sci. Rev., 185, 128 (2014).
9 B.R. De, D.R. Criswell, J. Geophys. Res., 82(7), 999-1004 (1977).
10 B. R. De, D.R. Criswell, J. Geophys. Res., 82(7), 1005-1007 (1977).
11 J.E. Colwell, S. Batiste, M. Horányi, S. Robertson and S. Sture, Reviews of Geophysics, 45(2), RG2006 (2007).
12 J.E. Colwell, A. Gulbis, M. Horányi, S. Robertson, Icarus 175(1), 159-169 (2005).
13 T. Nitter, O. Havnes, F. Melandso, Journal of Geophysical Research atmospheres 103(A4), 6605-6620 (1998).
14 T. Nitter, O. Havnes, Earth Moon and Planets 56(1), 7-34 (1992).
15 T. Nitter, T. K. Aslaksen, T. K., F. Melandso, ,O.Havnes, IEEE Trans. Plasma Sci., 22(2), 159–172 (1994).
16 A. Poppe, M. Horányi, J. Geophys. Res., 115, A08106, (2010).
17 M. Horanyi, Annu. Rev. Astron. Astrophys., 34, 383–418 (1996).
18 T. J. Stubbs, R.R. Vondrak and W.M. Farrell, Adv.Space Res., 37 (1). 59–66 (2006).
19 S.I. Popel, S.I. Kopnin, A.P. Golub, Yu.N. Izvekova, Solar System Research 47(6), 419-29 (2013).
20 S.I. Popel, A.P. Golub , Yu.N. Izvekova , V.V. Afonin , G.G. Dolnikov , A.V. Zakharov, L.M. Zelenyi, E.A. Lisin and O.F. Petrov. JETP Letters, 99(3), 115–120 (2014).
21 Ph.B. Bayimbetov, T.S. Ramazanov, Mathematical modeling in non-ideal plasma physics (Аlmaty, Gylym, 1994), 212. (in Russ).
22 L. Li, Y. T. Zhang, B. Zhou, Y.Y. Feng. Science China Earth Sciences, 59(10), 2053–2061 (2016).
23 J.P. Pabari, D. Banerjee. Current science, 110(10), 1984-1989 (2016).
24 X. Wang, J. Schwan, N. Hood, H.W. Hsu, E. Grün, M. Horányi, J. Vis. Exp. (134), e57072.
25 L.C.J. Heijmans, S.Nijdam. Physics of Plasmas, 23, 043703 (2016).
