Die Atmosphäre des Mondes: Die Ionosphäre hat eine hohe Plasmadichte  

Eines der schönsten Dinge an der Mutter Die Erde ist die Anwesenheit eines Atmosphäre. Das Leben auf der Erde wäre ohne die lebendige Luftschicht, die die Erde von allen Seiten vollständig umhüllt, nicht möglich gewesen. In der frühen Phase der Entwicklung der Atmosphäre im geologischen Zeitalter waren chemische Reaktionen innerhalb der Erdkruste die entscheidende Gasquelle. Mit der Evolution des Lebens übernahmen jedoch die mit dem Leben verbundenen biochemischen Prozesse die Oberhand und hielten das aktuelle Gasgleichgewicht aufrecht. Dank des Flusses geschmolzener Metalle im Erdinneren entsteht das Erdmagnetfeld, das für die Ablenkung der meisten ionisierenden Sonnenwinde (kontinuierlicher Strom elektrisch geladener Teilchen, d. h. Plasma aus der Sonnenatmosphäre) von der Erde weg verantwortlich ist. Die oberste Atmosphärenschicht absorbiert die verbleibende ionisierende Strahlung und wird dadurch ionisiert (daher Ionosphäre genannt).  

Hat der Mond, der natürliche Satellit der Erde, eine Atmosphäre?  

The Moon does not have an atmosphere the way we experience it on Earth. Its gravitational field is weaker than Earth’s; while escape velocity at Earth’s surface is about 11.2 km/sec (air resistance disregarded), on Moon’s surface it is merely 2.4 km/sec which is much less than the root mean square (RMS) velocity of hydrogen molecules on the Moon. As a result, most of the hydrogen molecules escape to Raum and the Moon is unable to retain any significant sheet of gases around it. However, this does not mean the Moon has no atmosphere at all. The Moon has an atmosphere but it’s so thin that a near vacuum condition prevails at the Moon’s surface. The Moon’s atmosphere is extremely thin: about 10 trillion times thinner than the Earth’s atmosphere. Density of the Moon’s atmosphere is at par with the density of the outermost fringes of Earth’s atmosphere¹. In diesem Zusammenhang argumentieren viele, dass der Mond keine Atmosphäre hat.  

Das lunar Atmosphäre ist wichtig für die Zukunft der Menschheit. Daher gab es in den letzten 75 Jahren eine Reihe von Studien.  

NASADie Appolo-Mission leistete bei ihrer ersten Entdeckung einen bedeutenden Beitrag lunar Atmosphäre⁴. Mond- Das Atmospheric Composition Experiment (LACE) von Apollo 17 fand kleine Mengen einer Reihe von Atomen und Molekülen (darunter Helium, Argon und möglicherweise Neon, Ammoniak, Methan und Kohlendioxid) auf der Mondoberfläche¹. Anschließend entdeckten bodengestützte Messungen unter Verwendung von Emissionslinienspektroskopie Natrium- und Kaliumdampf in der Atmosphäre des Mondes². Es gab auch Berichte über den Fund von Metallionen, die vom Mond ausgehen interplanetarisch Raum und H₂O Eis in der Polarregion des Mondes³.  

Für die letzten 3 Ga (1 Ga oder Giga-Anum = 1 Milliarde Jahre oder 10⁹ Jahren) ist die Atmosphäre des Mondes stabil mit einer Exosphäre mit geringer Dichte an der Oberfläche (SBE). Davor hatte der Mond aufgrund der erheblichen vulkanischen Aktivität auf dem Mond eine ausgeprägtere, wenn auch vorübergehende Atmosphäre⁴.

Kürzlich veröffentlichte Studien mit Messungen von ISROs Mond Orbiter zeigen, dass die Ionosphäre des Mondes eine sehr hohe Elektronendichte aufweisen kann. Der lunar Die Oberflächenelektronendichte könnte bis zu 1.2 × 10 betragen⁵ pro Kubikzentimeter, aber der Sonnenwind wirkt als starkes Entfernungsmittel, das das gesamte Plasma mit sich spült interplanetarisch mittlere⁵. Der interessante Befund war jedoch die Beobachtung des hohen Elektronengehalts in der Nachlaufregion (Region der nachlaufenden Störungen des Sonnenwinds in der Gegensonnenrichtung). Sie war größer als in Tagesrichtung, da weder die Sonnenstrahlung noch der Sonnenwind direkt mit den verfügbaren neutralen Teilchen in dieser Region wechselwirken⁶. Die Studie zeigt, dass die dominierenden Ionen in der Nachlaufregion Ar sind^+, und Ne⁺ die eine vergleichsweise längere Lebensdauer haben als die Molekülionen (CO₂^+, und H₂O⁺ ), die in anderen Regionen dominieren. Aufgrund ihrer höheren Lebensdauer sind die Ar⁺ und Ne⁺ Ionen überleben im Nachlaufbereich, während die Molekülionen rekombinieren und verschwinden. Auch in der Nähe wurde eine hohe Elektronendichte festgestellt lunar Polarregionen während der solaren Übergangsperioden^5,6. 

NASA Die geplante Artemis-Mission zum Mond zielt darauf ab, das Artemis-Basislager auf dem Mond zu errichten lunar Oberfläche und das Gateway hinein lunar Orbit. Dies wird sicherlich zu einer detaillierteren und direkteren Untersuchung des Themas beitragen lunar Atmosphäre⁷.  

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References:  

1. NASA 2013. Gibt es eine Atmosphäre auf dem Mond? Online verfügbar unter https://www.nasa.gov/mission_pages/LADEE/news/lunar-atmosphere.html#:~:text=Just%20as%20the%20discovery%20of,of%20Earth%2C%20Mars%20or%20Venus.  

2. Potter AE und Morgan TH 1988. Entdeckung von Natrium- und Kaliumdampf in der Atmosphäre des Mondes. SCIENCE 5. August 1988, Band 241, Ausgabe 4866, Seiten 675-680. DOI: https://doi.org/10.1126/science.241.4866.67 

3. Stern SA 1999. Die Mondatmosphäre: Geschichte, Status, aktuelle Probleme und Kontext. Rezensionen der Geophysik. Erstveröffentlichung: 01. November 1999. Band 37, Ausgabe 4. November 1999. Seiten 453-491. DOI: https://doi.org/10.1029/1999RG900005 

4. Needham DH und Kringab DA 2017. Mondvulkanismus erzeugte eine vorübergehende Atmosphäre um den alten Mond. Erd- und Planetenwissenschaftsbriefe. Band 478, 15. November 2017, Seiten 175-178. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2017.09.002  

5. Ambili KM und Choudhary RK 2021. Die dreidimensionale Verteilung von Ionen und Elektronen in der Mondionosphäre entstand aus den photochemischen Reaktionen. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Band 510, Ausgabe 3, März 2022, Seiten 3291–3300, DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stab3734  

6. Tripathi KR, et al 2022. A study on the characteristic features of the lunar ionosphere using dual frequency Radio science (DFRS) experiment onboard Chandrayaan-2 orbiter. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, Volume 515, Issue 1, September 2022, Pages L61–L66, DOI: https://doi.org/10.1093/mnrasl/slac058  

7. NASA 2022. Artemis-Mission. Verfügbar um https://www.nasa.gov/specials/artemis/ 

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