Цикл работ о плазменно-пылевых эффектах у поверхности Луны

Список авторов–сотрудников ИКИ РАН: С. И. Попель, Г. Г. Дольников, А. В. Захаров, Л. М. Зеленый, А. П. Голубь, Ю. Н. Извекова, С. И. Копнин, В. В. Афонин

(хотя в работах представлены 2 института, в настоящее время все авторы работы являются сотрудниками ИКИ РАН)

Аннотация: Рассмотрены плазменно-пылевые эффекты у поверхности Луны. Представлена теоретическая модель для самосогласованного описания концентраций фотоэлектронов и пылевых частиц над поверхностью освещенной части Луны. Модель учитывает положение места наблюдения, а также эффекты образования фотоэлектронов на поверхности Луны и поверхностях пылевых частиц, динамики пылевых частиц в электрическом и гравитационном полях, зарядки пылевых частиц за счет их взаимодействия с фотонами солнечного излучения, электронами и ионами солнечного ветра, фотоэлектронами и т.д. Получены значения концентраций и температур фотоэлектронов у поверхности Луны, определен вид функций распределения фотоэлектронов по скоростям, а также условия зарядки и устойчивой левитации пылевых частиц лунного реголита. Найдено выражение, описывающее распределение фотоэлектронов над поверхностью освещенной части Луны в зависимости от высоты над лунной поверхностью. Произведен расчет распределений по размерам и высотам подъема заряженных пылевых частиц над освещенными участками поверхности Луны для различных значений угла между местной нормалью и направлением на Солнце. Показано, что не существует существенных ограничений на место посадки аппаратов будущих лунных миссий, изучающих пыль в приповерхностном слое Луны. Продемонстрировано, что поток солнечного ветра оказывает заметное влияние на распределение плотности плазменных частиц и электрические поля в зависимости от высоты над лунной поверхностью. Показано, что существующие представления о фотоэмиссионных свойствах лунного реголита не дают однозначной трактовки о параметрах и распределениях фотоэлектронов над освещенной частью Луны. В качестве варианта решения указанной проблемы предлагается проведение экспериментов по измерению работы выхода и квантового выхода реголита непосредственно на поверхности Луны, что может быть осуществлено в рамках будущих лунных миссий.

1. С. И. Попель, С. И. Копнин, А. П. Голубь, Г. Г. Дольников, А. В. Захаров, Л. М. Зеленый, Ю. Н. Извекова «Пылевая плазма у поверхности Луны» Астрономический вестник 2013 г., том 47, №6

2. E. A. Lisin, V. P. Tarakanov, O. F. Petrov, S. I. Popel, G. G. Dol'nikov, A.V. Zakharov, L. M. Zelenyi, V. E. Fortov Effect of the solar wind on the formation of a photoinduced dusty plasma layer near the surface of the Moon, JETP Letters 2014 98(11)

3. S. I. Popel, A. P. Golub, Yu. N. Izvekova, V. V. Afonin, G. G. Dol'nikov, A.V. Zakharov, L. M. Zelenyi, E. A. Lisin, O. F. Petrov On the distributions of photoelectrons over the illuminated part of the moon, JETP Letters 2014 99(3)