Частица лунного грунта

На этом фото, сделанном при помощи сканирующего электронного микроскопа, показана стеклянная сферическая частица реголита — рыхлого лунного грунта. На Землю ее доставила в 1970 году советская автоматическая межпланетная станция «Луна-16» — в составе грунта массой 101 грамм. На поверхности этой частицы диаметром 0,5 мм виден кратер диаметром 0,1 мм. Его оставил метеорит, летевший на большой скорости. Микрометеорит, конечно. Или, другими словами, космическая пыль. Только представьте его размеры!

Ежегодно Луну бомбардирует около 10^6 кг микрометеоритов кометного и астероидного происхождения. Размер большинства из них составляет от 10 нм до 1 мм, они падают на Луну со скоростью 10–72 км/сек. Реголит, собственно, сформировался благодаря бомбардировке поверхности Луны метеоритами разных размеров, в том числе микрометеоритами. Он состоит из обломков раздробленных лунных горных пород и минералов, брекчий (крупнозернистая порода, состоящая из обломков горных пород, скрепленных минеральным цементом или мелкозернистыми породами), частиц стекла — продуктов плавления, вызванных ударами метеоритов, а также так называемых агглютинатов — мелких обломков, сцементированных стеклом.

Средняя скорость образования реголита очень мала — всего лишь 1,5 мм за один миллион лет. Поэтому средняя мощность слоя реголита колеблется от 4–5 м в геологически более молодых лунных морях до 10–15 м на древних материках.

Частицы реголита сильно отличаются от всевозможных земных частиц, например от песчинок. Поверхность мелких частиц реголита пористая и неоднородная, она постепенно изменяется под воздействием агглютинации (разбрызгивания и налипания стекла при ударе метеорита), а также эрозии за счет плавления и удаления вещества из микрократеров при ударе высокоскоростными микрометеоритами. Кроме того, происходит эрозия поверхности на атомном уровне из-за ионизирующего облучения ионами солнечного ветра и галактическими космическими лучами.

Реголит однороден по составу и представляет собой нечто среднее между всеми горными породами в радиусе нескольких сотен километров. То есть его состав определяется в основном составом пород района, где он находится. «Луна-16» прилунилась в Море Изобилия, а лунные моря покрыты базальтовыми породами. Поэтому привезенные ею образцы реголита содержат фрагменты этих пород и их основные минералы — пироксен и оливин. А, к примеру, «Луна-20» и «Аполлон-16» прилунились в гористой местности, поэтому в доставленных ими образцах преобладают анортозитовые породы и полевой шпат плагиоклаз.

Частицы реголита бывают разной формы: сферические, угловые блоки, осколки стекла, нерегулярной формы («швейцарский сыр»).

Острые выступы частиц реголита позволяют им удерживаться друг за друга, дополнительное сцепление придают силы Ван-дер-Ваальса, в результате грунт может комковаться и держать вертикальные стенки небольшой высоты. Именно поэтому следы астронавтов на поверхности Луны такие отчетливые.

На сухом земном песке такие следы не получатся из-за большого размера песчинок и их округлой формы. На мокром песке следы получатся более четкими, но надолго не сохранятся — сила тяжести больше, чем на Луне.

Частицы реголита размером меньше 100 мкм называют лунной пылью. Мелкая лунная пыль может влиять на производительность научных и жизнеобеспечивающих приборов на лунной поверхности. Во время экспедиций программы «Аполлон» пыль налипала на скафандры астронавтов, летала внутри жилого отсека лунного модуля, покрывала кожу, попадала в глаза и дыхательные пути, причиняя дискомфорт.

Поэтому ученые исследуют реголит не только для получения новых знаний о его свойствах, но для определения влияния на здоровье будущих астронавтов и функционирование космической техники.

Фото из статьи Е. Н. Слюта, 2014. Физико-механические свойства лунного грунта.

Юлия Михневич, https://elementy.ru/kartinka_dnya/1536/Chastitsa_lunnogo_grunta