Un seul grain de moondust est suspendu dans la chambre à vide d'Abba. Crédit image: NASA Cliquez pour agrandir
Chaque matin, Mian Abbas entre dans son laboratoire et s'assoit pour examiner - un seul grain de poussière. Comme dans le zen, il étudie le même grain suspendu dans une chambre à vide de la taille d'un ballon de basket pendant 10 à 12 jours.
L'objet microscopique de son attention ravie n'est pas n'importe quelle vieille particule de poussière. C'est de la poussière de lune. Un à un, Abbas mesure les propriétés des grains de poussière individuels retournés par les astronautes d'Apollo 17 en 1972 et du vaisseau spatial russe Luna-24 à retour d'échantillons qui s'est posé sur la Lune en 1976.
«Les expériences sur des grains simples nous aident à comprendre certaines des propriétés étranges et complexes de la poussière de moond», explique Abbas. Cette connaissance est importante. Selon Vision for Space Exploration de la NASA, les astronautes seront de retour sur la Lune d'ici 2018 - et ils devront faire face à beaucoup de poussière de lune.
La douzaine d'astronautes d'Apollo qui ont marché sur la lune entre 1969 et 1972 ont tous été surpris de voir à quel point la poussière de lune était «collante». La poussière a pénétré tout, encrassant les outils et les combinaisons spatiales. L'équipement noirci par la poussière absorbe la lumière du soleil et a tendance à surchauffer. C'était un vrai problème.
De nombreux chercheurs pensent que la poussière de moond présente un cas grave d’adhérence statique: elle est chargée électriquement. Pendant la journée lunaire, la lumière ultraviolette (UV) intense du soleil fait sortir les électrons du grain de poudre. Les grains de poussière sur la surface éclairée par le jour de la lune deviennent ainsi chargés positivement.
Finalement, les charges répulsives deviennent si fortes que les grains sont lancés à la surface "comme des boulets de canon", dit Abbas, se courbant à des kilomètres au-dessus de la lune jusqu'à ce que la gravité les fasse retomber au sol. La lune peut avoir une atmosphère virtuelle de cette poussière volante, collant aux astronautes d'en haut et d'en bas.
Ou alors la théorie va.
Mais les grains de poussière lunaire deviennent-ils vraiment chargés positivement lorsqu'ils sont éclairés par la lumière ultraviolette? Si oui, quels grains sont les plus touchés - gros grains ou petits grains? Et que fait Moondust lorsqu'il est chargé?
Ce sont des questions que Abbas étudie dans son «Laboratoire de plasma poussiéreux» au National Space Science and Technology Center à Huntsville, Alabama. Avec ses collègues Paul Craven et doctorant Dragana Tankosic, Abbas injecte un seul grain de poussière lunaire dans une chambre et "l'attrape" en utilisant des champs de force électriques. (L'injecteur donne au grain une légère charge, lui permettant d'être manipulé par des champs électriques.) Avec le grain maintenu littéralement suspendu dans les airs, ils "pompent la chambre à 10-5 torr pour simuler le vide lunaire".
Vient ensuite la partie envoûtante: Abbas brille un laser UV sur le grain. Comme prévu, la poussière se «charge» et commence à se déplacer. En ajustant les champs électriques de la chambre avec un soin minutieux, Abbas peut garder le grain centré; il peut mesurer sa charge changeante et explorer ses caractéristiques fascinantes.
Comme les astronautes d'Apollo, Abbas a déjà découvert quelques surprises - même si son expérience n'est pas encore à moitié terminée.
"Nous avons trouvé deux choses", explique Abbas. «Premièrement, la lumière ultraviolette charge la poussière de moond 10 fois plus que la théorie ne le prévoit. Deuxièmement, les grains plus gros (1 à 2 micromètres de diamètre) se chargent plus que les grains plus petits (0,5 micromètre), exactement le contraire de ce que la théorie prédit. »
De toute évidence, il y a beaucoup à apprendre. Par exemple, que se passe-t-il la nuit, lorsque le soleil se couche et que la lumière UV disparaît?
C’est la deuxième moitié de l’expérience d’Abbas, qu’il espère mener au début de 2006. Au lieu de projeter un laser UV sur une particule lunaire individuelle, il prévoit de bombarder la poussière avec un faisceau d'électrons provenant d'un canon à électrons. Pourquoi des électrons? La théorie prédit que la poussière lunaire peut acquérir une charge négative la nuit, car elle est bombardée par des électrons libres dans le vent solaire, c'est-à-dire des particules provenant du soleil qui se courbent derrière la lune et frappent le sol sombre la nuit.
Lorsque les astronautes d'Apollo ont visité la Lune il y a plus de 30 ans, ils ont atterri à la lumière du jour et sont partis avant le coucher du soleil. Ils ne sont jamais restés la nuit, donc ce qui est arrivé à la poussière de lune après la tombée de la nuit n'avait pas d'importance. Cela va changer: la prochaine génération d'explorateurs restera beaucoup plus longtemps que les astronautes d'Apollo, créant éventuellement un avant-poste permanent. Ils auront besoin de savoir, comment se comporte le moondust 24 heures sur 24?
Restez à l'écoute pour les réponses du Dusty Plasma Lab.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
