Bugün öğrendim ki: Ay tozunun (ay regolitinin) elektriksel olarak yüklü olduğu ve temas ettiği her şeye yapıştığı bilinmektedir. Ayrıca insanlar için zehirli olma olasılığı da yüksektir. Apollo astronotları, ay yüzeyine yaptıkları her yolculuktan sonra düzenli olarak öksürük, göz sulanması, boğaz tahrişi ve bulanık görmeden şikayet etmişlerdir.
Ay'ı Kaplayan Kaya Tozu
"Ay Tozu" buraya yönlendirilir. 1983 video oyunu için bkz. Ay Tozu (video oyunu). The Pillows grubunun albümü için bkz. Ay Tozu (albüm).
Ay regoliti, Ay yüzeyinde ve Ay'ın seyrek atmosferinde bulunan sıkışmamış malzemedir. Ay toprağı tipik olarak, çapı 1 cm veya daha az olan tanelerden oluşan ay regalosunun yalnızca daha ince kesri anlamına gelir, ancak genellikle birbirinin yerine kullanılır.[1] Ay toprağı, Dünya toprağından özellikler açısından önemli ölçüde farklıdır. Ay tozu, tahıl boyutları bir milimetreden küçük olan ay regalosundan bile daha incedir.[2]
Ay regoliti öncelikle mekanik ayrışmanın bir sonucudur. Milyarlarca yıl boyunca Ay yüzeyine sürekli meteor çarpmaları ve güneş ve yıldızlararası yüklü atom parçacıklarının bombardımanı, Ay'ın regalosu olan bazaltik ve anortozitik kayayı giderek daha ince malzemeye öğütmüştür. Bu durum, moleküler oksijen (O2), nem, atmosferik rüzgar ve sağlam bir dizi biyolojik katkıda bulunan süreçlerin varlığıyla aracılık edilen Dünya toprağı oluşumundan temelde farklıdır.
Ay'ın ince yüzey tabakası olarak, ay regoliti Ay yüzeyinde aktif olan zayıf doğal olaylarla bile toplanır ve Ay'ın az miktardaki atmosferinin bir parçası olmasına olanak tanır. Kolayca bozulur ve açıkta kalan ekipman ve insan sağlığı için önemli bir tehlike oluşturur. İnce ay regoliti, keskin ve çok yapışkan parçacıklardan oluşur, belirgin bir barut tadı ve kokusu vardır. Potansiyel olarak, ay regoliti, özellikle Ay'daki bir yapı malzemesi ve Ay'da bitki yetiştirmek için regolit gibi yerinde kullanım için bir Ay kaynağı olarak araştırılabilir.
Oluşum süreçleri
[düzenle]
Daha fazla bilgi: Ay Jeolojisi
Ay regalosunun oluşumunda yer alan ana süreçler şunlardır:[3]
Parçalanma: meteor ve mikrometeor çarpmalarıyla kayaların ve minerallerin daha küçük parçalara mekanik olarak parçalanması;
Agregasyon: mikrometeor çarpmalarıyla üretilen camlar tarafından mineral ve kaya parçalarının birbirine kaynaklanması;
İyonların ve yüksek enerjili parçacıkların çarpmasıyla oluşan güneş rüzgarı püskürtme ve kozmik ışık parçalanması.
Bu süreçler, zamanla toprağın fiziksel ve optik özelliklerini değiştirmeye devam eder ve buna uzay ayrışması denir.
Ek olarak, volkanik lavın fışkırıp yüzeye geri düşmeden önce küçük cam boncuklar halinde soğumasıyla oluşan ateş fışkırması, Shorty Krateri'ndeki turuncu toprak ve Apollo 15 tarafından Hadley-Apennine'de bulunan yeşil cam gibi bazı yerlerde küçük ama önemli birikimler oluşturabilir.[ihtiyaç duyulan referans] Volkanik boncuk birikintilerinin aynı zamanda Ay'ın çevresindeki diğer yerlerdeki Koyu Örtü Birikintilerinin (DMD) kaynağı olduğu düşünülmektedir.[4]
Dolaşım
[düzenle]
Daha fazla bilgi: Ay atmosferi
Daha fazla bilgi: Ay ufuk parlaması
Ay'ın yüzeyinden sürekli olarak zıplayan ve Ay yüzeyine geri düşen ince hareketli toz parçacıkları katmanına sahip olduğuna dair bazı kanıtlar vardır ve bu da statik görünen ancak sürekli hareket eden toz parçacıklarından oluşan bir "toz atmosferi" yaratır. "Ay çeşmesi" terimi, statik görünmesine rağmen akışın sabitliği nedeniyle balistik bir yörünge izleyen su molekülleri akışına benzetilerek bu etkiyi tanımlamak için kullanılmıştır. NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ndeki Gezegen Dışı Fizik Laboratuvarı tarafından 2005 yılında önerilen bir modele göre,[5] bu durum elektrostatik kaldırma kuvvetinden kaynaklanmaktadır. Ay'ın aydınlık tarafında, güneş sert ultraviyole ve X-ışını radyasyonu, ay regalosundaki atom ve moleküllerden elektron koparmak için yeterince enerjiktir. En küçük toz parçacıkları (1 mikrometre ve daha küçük ölçülen) yüzeyden itilip metrelerden kilometrelerce yüksekliğe kadar kaldırılana kadar pozitif yük birikir ve en küçük parçacıklar en yüksek irtifalara ulaşır. Sonunda yüzeye geri düşerler ve süreç tekrarlanır. Gece tarafında, toz güneş rüzgarındaki elektronlar tarafından negatif olarak yüklenir. Aslında, çeşme modeli, gece tarafının gündüz tarafına göre daha büyük elektriksel gerilim farkları elde edeceğini ve toz parçacıklarını daha da yüksek irtifalara fırlatabileceğini öne sürüyor.[6] Bu etki, Ay'ın Dünya'nın manyetosferinden, Ay'ın manyetik alanının bir parçası olan bölgeden geçtiği yörünge kısmı sırasında daha da artabilir.[7] Sonlanma noktasında, gündüz ve gece alanları arasında önemli yatay elektrik alanları oluşabilir ve bu da yatay toz taşınmasına - bir tür "Ay fırtınası"na - neden olabilir.[6][8]
Bu etki, 1956 yılında bilim kurgu yazarı Hal Clement tarafından Astounding Science Fiction'da yayınlanan "Dust Rag" adlı kısa öyküsünde öngörülmüştü.[6]
Bu etkinliğe dair bazı kanıtlar bulunmaktadır. 1960'ların başlarında, Surveyor 7[9] ve Ay'a yumuşak iniş yapan önceki birkaç Surveyor uzay aracı, Güneş battıktan sonra Ay ufkunun üzerinde alçakta kalıcı, inkar edilemez bir alacakaranlık parıltısı gösteren fotoğraflar geri gönderdi.[6] Ayrıca, atmosferik pus olmayan havasız koşullar beklentisinin aksine, kara ile gökyüzü arasındaki uzak ufuk keskin görünmüyordu. Apollo 17 astronotları 1972'de Ay'ın yörüngesinde dönerken, Ay şafağından veya Ay batımından yaklaşık 10 saniye önce çeşitli şekillerde "bantlar", "şeritler" veya "alacakaranlık ışınları" adını verdikleri şeyleri defalarca gördüler ve çizdiler. Benzer ışınlar Apollo 8, 10 ve 15 mürettebatları tarafından da bildirildi. Bunlar, Dünya'daki alacakaranlık ışınlarına benzer olabilir.[6]
Apollo 17 ayrıca Ay yüzeyine Ay Fırlatması ve Meteorlar'ın kısaltması olan LEAM adlı bir deney yerleştirdi. Ay yüzeyine çarpan küçük meteoroidler tarafından kaldırılan tozu aramak için tasarlandı. Küçük parçacıkların hızını, enerjisini ve yönünü kaydetmek için yukarıyı, doğuyu ve batıyı gösteren birer tane olmak üzere üç sensörü vardı. LEAM her sabah büyük miktarda parçacık gördü, çoğu yukarıdan veya aşağıdan ziyade doğudan veya batıdan geliyordu ve çoğu Ay fırlatması için beklenen hızlardan daha yavaştı. Ek olarak, deneyin sıcaklığı her Ay şafağından birkaç saat sonra neredeyse 100 derece Santigrat'a yükseldi, bu nedenle aşırı ısınma nedeniyle geçici olarak kapatılması gerekti. Bunun, LEAM'e yapışan elektriksel olarak yüklü ay tozunun bir sonucu olabileceği ve yüzeyini koyulaştırarak deney paketinin güneş ışığını yansıtmak yerine emdiği düşünülüyor.[8] Ancak bilim insanları, LEAM Apollo programı sona ermeden önce yalnızca kısaca çalıştığı için sorunun kaynağı hakkında kesin bir belirleme yapamadılar.[10]
Bu fırtınaların Dünya'dan görülmüş olması mümkündür: Yüzyıllardır, "geçici ay olayları" veya TLP'ler olarak bilinen Ay üzerinde tuhaf parlayan ışıklarla ilgili raporlar bulunmaktadır. Bazı TLP'ler anlık parlamalar olarak gözlemlenmiştir ve bunlar artık meteoroidlerin Ay yüzeyine çarpmasının görünür kanıtı olarak kabul edilmektedir. Ancak diğerleri, şekil değiştiren veya saniyeler veya dakikalar içinde kaybolan amorf kırmızımsı veya beyazımsı parlamalar veya hatta donuk puslu bölgeler olarak ortaya çıkmıştır. Bunlar, süspansiyondaki ay tozundan yansıyan güneş ışığının bir sonucu olabilir.[8]
İnsan Kaynaklı Yayılma
[düzenle]
Ay'ın zayıf bir atmosferi olmasına rağmen, Ay'daki trafik ve insan faaliyetlerinin etkileri, ay regolit bulutlarının Ay üzerinde uzağa yayılmasına ve muhtemelen Ay'ın orijinal durumunu ve özel bilimsel içeriğini kirletmesine neden olabilir.[11]
Fiziksel Özellikler
[düzenle]
Sayısız meteor çarpması (20 km/s aralığındaki hızlarla) nedeniyle Ay yüzeyi ince bir toz tabakasıyla kaplıdır. Toz elektriksel olarak yüklüdür ve temas ettiği her yüzeye yapışır.
Ay regalosunun yoğunluğu yaklaşık 1.5 g/cm3'tür ve derinlikle artar.[12]
Ay regalosunun özelliklerini etkileyebilecek diğer faktörler arasında büyük sıcaklık farklılıkları, sert bir vakumun varlığı ve önemli bir Ay manyetik alanının yokluğu yer alır, bu da yüklü güneş rüzgarı parçacıklarının sürekli olarak Ay yüzeyine çarpmasına izin verir.
Kimyasal Bileşenler
[düzenle]
Ay kayalarının ve toprağının bileşiminin %98-99'u yedi elementten oluşur: Oksijen (%41-45), Silikon (Si), Alüminyum (Al), Kalsiyum (Ca), Demir (Fe), Magnezyum (Mg) ve Titanyum (Ti). Kalan %1-2'sinin neredeyse tamamı Manganez (Mn), Sodyum (Na), Potasyum (K) ve Fosfor'dur (P).[13]
Mineraloji ve Bileşim
[düzenle]
Ay regalosunun bileşimi, kapladığı ana kayaların bileşimini yansıtır. Zamanla, çarpma süreçleriyle malzeme hem dikey hem de yatay olarak karışır ("bahçecilik" olarak bilinen bir süreç). Deniz ve yayla regalosunun belirgin bileşimleri olmasına rağmen, mineral envanterleri çok benzerdir ve daha çok mineral fazlarının oranındaki bir farkı ifade eder. Ay regalosunda tanımlanan birincil mineraller plajiyoklaz, olivin, ojit, ortopiroksen, pigeonit, ilmenit, kromit, kuvars, kriptobalit ve whitlockittir.[14] Ay regalosunda cam bol miktarda bulunur ve darbe erimesinin bir sonucu olarak oluşur. Kalıcı gölgeli kraterlerde buz önemli bir mineraldir.[15] Ay regoliti, bileşimlerine göre yayla ve deniz olarak ayrılır ve ilmenit içeriğine göre yüksek, düşük ve çok düşük titanyumlu olarak daha da ayrılır.[16]
Dış kaynaklardan gelen malzeme göreceli olarak azdır (ışın sistemleri dışında), böylece herhangi bir konumdaki kir bileşimi büyük ölçüde yerel ana kaya bileşimini yansıtır. Ay regalosunun tadı ve kokusu harcanmış baruta benziyor.[17]
Ay regoliti, kaya parçaları, mono-mineralik parçacıklar ve agregat parçacıkları, volkanik ve darbe kürecikleri dahil olmak üzere çeşitli cam türleri dahil olmak üzere çeşitli parçacık türlerinden oluşur.[18] Agregatlar, bitişik malzemeleri eriterek ve her toz parçacığının camlı kabuğuna gömülü ince elementel demir parçacıklarıyla kaynaştırarak küçük ölçekli erimeye neden olan mikrometeor darpmalarıyla ay yüzeyinde oluşur.[19]
Ay regalosunun kimyasında Dünya materyallerinden iki temel fark vardır. İlki, Ay'ın çok kuru olmasıdır. Sonuç olarak, yapılarının bir parçası olarak su içeren mineraller (mineral hidrasyon) kil, mika ve amfiboller Ay yüzeyinde bulunmaz.[20] İkinci fark, ay regalosunun ve kabuğunun, Dünya'nın kabuğu gibi önemli ölçüde oksitlenmek yerine kimyasal olarak indirgenmiş olmasıdır. Regolit söz konusu olduğunda, bu kısmen güneş rüzgarından gelen protonlarla Ay yüzeyinin sürekli bombardımanından kaynaklanmaktadır. Bir sonuç, Ay'daki demirin elementel (0) ve katyonik (+2) yükseltgenme durumlarında bulunmasıdır,[21] oysa Dünya'da demir çoğunlukla +2 ve +3 yükseltgenme durumlarında bulunur.
Ay tozunun zararlı etkileri
[düzenle]
2005 tarihli bir NASA çalışması, insanların bir Mars seferine girişmeden önce daha fazla araştırma gerektiren 20 risk listeledi ve "toz"u bir numaralı zorluk olarak sıraladı. Rapor, mekanik özelliklerinin, aşındırıcılığının, taneliliğinin ve elektriksel sistemler üzerindeki etkisinin araştırılmasını önerdi. Çoğu bilim insanı, soruları kesin olarak yanıtlamanın tek yolunun, herhangi bir astronot fırlatılmadan çok önce Mars toprağı ve kayası örneklerini Dünya'ya geri getirmek olduğuna inanıyor.[10]
Bu rapor Mars tozunu ele almasına rağmen, endişeler ay tozu için de eşit derecede geçerlidir. Ay yüzeyinde bulunan toz, herhangi bir insan yerleşimi teknolojisi ve mürettebat üyeleri üzerinde zararlı etkilere neden olabilir:[23][24][25]
Yüzeylerin kararması, radyatif ısı transferinde önemli bir artışa yol açar;
Toz parçacıklarının aşındırıcı doğası, sürtünme yoluyla yüzeyleri aşındırabilir ve aşındırabilir;
Ekipmanı uzaydan yalıtmak için kullanılan contalar, optik lensler, güneş panelleri ve pencereler ile kablolar üzerindeki kaplamalar üzerinde olumsuz etki;
Astronotların akciğerlerinde, sinir ve kardiyovasküler sistemlerinde olası hasar;
Küçük toz tanelerinin uzay ortamına maruz kalması nedeniyle uzay giysisi arkı olasılığının artması.
Astronot hijyeni ilkeleri, Ay yüzeyinde keşif sırasında ay tozuna maruz kalma risklerini değerlendirmek ve böylece maruziyeti kontrol etmek için en uygun önlemleri belirlemek için kullanılmalıdır. Bunlar, hava kilidinde uzay giysisini üç aşamalı bir hava kilidinde çıkarmayı, çıkarılmadan önce giysiyi mıknatısla "elektrikli süpürgeyle süpürmeyi"[26] ve uzay aracının atmosferinden tozu temizlemek için yüksek verimli partikül filtresiyle yerel egzoz havalandırması kullanmayı içerebilir.[27]
Ay tozunun zararlı özellikleri iyi bilinmemektedir. Dünya'da bulunan toz çalışmaları temel alınarak, ay tozuna maruz kalmanın hem akut hem de kronik maruz kalmaktan kaynaklanan sağlık açısından daha büyük risklerle sonuçlanması beklenmektedir. Bunun nedeni, ay tozunun daha kimyasal olarak reaktif olması ve Dünya tozuna göre daha büyük keskin tırtıklı kenarlardan oluşan yüzey alanlarına sahip olmasıdır.[28] Kimyasal olarak reaktif parçacıklar akciğerlere yerleşirse, solunum yolu hastalığına neden olabilir. Toza uzun süreli maruz kalmak, silikozise benzer daha ciddi bir solunum yolu hastalığına neden olabilir. Ay araştırmaları sırasında astronotların uzay giysileri ay tozuyla kirlenecektir. Giysiler çıkarıldığında toz atmosfere salınacaktır. Maruziyeti azaltmak için kullanılacak yöntemler arasında hava kilidinde yüksek hava sirkülasyon oranları sağlamak, "Çift Kabuk Uzay Giysisi" kullanmak, toz kalkanları kullanmak, yüksek dereceli manyetik ayırma kullanmak ve regoliti sinterlemek ve eritmek için güneş akısı kullanmak yer alacaktır.[29][30][31]
Toksik Etkiler
[düzenle]
Apollo programı sırasında ay tozuna insan maruziyetine ilişkin anekdotsal raporlar, ay tozunun toksik özelliklere sahip olduğunu düşündürmektedir. Her EVA'dan sonra, mürettebat modülleri tozla ağır bir şekilde kirlendi; birçok astronot, performanslarını muhtemelen azalttığı öksürük, boğaz tahrişi, sulu gözler ve bulanık görme bildirdi. Kurtarıldıktan sonra kapsül iç mekanlarına maruz kalan bir uçuş cerrahı, her maruziyetten sonra kötüleşen ay tozuna alerjik reaksiyonlar gösteren bir şey geliştirdi. Ay tozunun görünen toksik etkileri programdan sonra kapsamlı bir şekilde incelenmedi ve uzay araçlarını kirleten toz konsantrasyonları bilinmiyor. Her durumda, semptomlar 24 saat içinde düzeldi ve uçuş sonrası akciğer testleri astronotlarda kalıcı bir etki bulmadı.[32]
Kullanım
[düzenle]
Ay toprağının yapılar için potansiyeli, en azından lunakret önerisinden bu yana önerilmiş ve giderek daha fazla test edilmiştir.[33][34]
Dünya ve ay toprağı arasındaki farklar, bitkilerin zor büyümesine neden olur.[35][36] Sonuç olarak, uzun vadeli uzay görevleri, Dünya toprağı ithal etmek, ağır metalleri gidermek ve demir atomlarını oksitlemek için ay regalosunu kimyasal olarak işlemek ve zorlu ay regalosuna adapte olmuş bitki türleri yetiştirmek gibi karmaşık ve pahalı çabalar gerektirebilir.[35][36] Ay regoliti, Dünya'da bitkileri destekleme yeteneğine sahip olarak test edilmiş ve gösterilmiştir.[37]
Dünya'da Bulunabilirlik
[düzenle]
Daha fazla bilgi: Ay Kayası ve Ay Regolit Simulantı
Apollo astronotları, altı iniş alanından yaklaşık 360 kilogram (790 lb) ay kayası getirdiler. Bu malzeme vakumlu şişelerde izole edilmiş olmasına rağmen, artık ayrıntılı kimyasal veya mekanik analiz için kullanılamaz - kumlu parçacıklar vakum şişelerinin keskin indiyum contalarını bozdu; hava yavaşça sızdı. Ay'dan geri getirilen her örnek, Dünya'nın havası ve nemi tarafından kirlendi. Toz bir pas patinası kazandı ve Dünya'daki su ve oksijen molekülleriyle bağlanma nedeniyle kimyasal reaktivitesi kayboldu. Toprağın kimyasal ve elektrostatik özellikleri artık gelecekteki astronotların Ay'da karşılaşacaklarıyla eşleşmiyor.[10]
Ay tozuyla kirlenmiş eşyalar nihayet 2014'te kamuoyuna açık hale geldi, ABD hükümeti astronotlar tarafından toplanan özel malzemelerin satışına onay verdi.[38] O zamandan beri, Ay'da 32 saatten fazla zaman geçirdikten sonra toplanan gerçek Ay tozuyla yalnızca bir ürün satılmak üzere üretildi. 32 saat boyunca Ay'ın unsurlarına maruz kalan bir bagaj kayışı, Apollo 12 görevindeki Charles "Pete" Conrad'ın uzay giysisinin bir parçası, açık artırmada özel bir alıcıya satıldı.[39] 2017'de Neil Armstrong'un 1969'da topladığı ay regoliti açık artırmaya çıkarıldı.[40] Birçok mücevher ve saat üreticisi ürünlerinin "Ay tozu" içerdiğini iddia etse de, ürünler yalnızca Ay'dan kaynaklandığı düşünülen meteorit parçaları veya tozları içerir. 11 Eylül 2020'de NASA, ticari tedarikçilerden satın alma teklifleri çağırarak ay regalosu için bir pazar oluşturmaya istekli olduğunu duyurdu.[41] Mayıs 2022'de bilim insanları ay regalosu kullanarak başarılı bir şekilde bitki yetiştirdiler. Thale kressi (Arabidopsis thaliana), başka bir gök cisminin regalosunda Dünya'da filizlenen ve büyüyen ilk bitki oldu.[42]
Chang'e-5/6 Projesi
[düzenle]
Ayrıca bakınız: Chang'e sitesi–(Y)
16 Aralık 2020'de Çin'in Chang'e 5 görevi, Ay'dan topladığı yaklaşık 2 kilogram kaya ve toprakla Dünya'ya döndü. 1976'dan bu yana Dünya'ya geri getirilen ilk ay regolit örneğidir. Çin, bu tür materyalleri Dünya'ya geri getiren dünyadaki üçüncü ülkedir.[43]
Chang'e-5, Çin Ay Keşif Programı'nın ilk aşamasının bir parçasıdır. Chang'e 6, 2024'te Ay'ın uzak tarafından örnekler topladı ve geri getirdi.[44][45] Bu aşamada programda geriye kalan iki proje daha var (Chang'e-7 2026'da ve Chang'e-8 2027'de). Programın ikinci aşaması, 2030 ile 2039 yılları arasında Çinli astronotları Ay'a indirmektir.
Ayrıca bakınız
[düzenle]
Güneş Sistemi portalı
Ay kaynakları
Ay arazisi
Selenografi
Ay'ın Sodyum Kuyruğu
Referanslar
[düzenle]