Como un camaleón del cielo nocturno, la luna a menudo cambia de apariencia. Puede parecer más grande más brillante o más rojo, por ejemplo, por sus fases, su posición en el sistema solar o el humo en la atmósfera terrestre. (No está hecho de queso verde, sin embargo.)

Otro factor en su apariencia es el tamaño y la forma de las partículas de polvo lunar, los pequeños granos de roca que cubren la superficie de la luna. Los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ahora están midiendo partículas de polvo lunar más diminutas que nunca. un paso hacia la explicación más precisa del color y el brillo aparentes de la luna. Esto, a su vez, podría ayudar a mejorar el seguimiento de los patrones meteorológicos y otros fenómenos mediante cámaras satelitales que utilizan la luna como fuente de calibración.

Los investigadores y colaboradores del NIST han desarrollado un método complejo para medir la forma tridimensional exacta de 25 partículas de polvo lunar recolectadas durante la misión Apolo 11 en 1969. El equipo incluye investigadores del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, el Instituto de Ciencias Espaciales y la Universidad de Missouri-Kansas City.

Estos investigadores han estado estudiando el polvo lunar durante varios años. Pero como se describe en un nuevo artículo de revista, ahora tienen nano tomografía computarizada de rayos X (XCT), lo que les permitió examinar la forma de partículas tan pequeñas como 400 nanómetros (mil millonésimas de metro) de longitud.

El equipo de investigación desarrolló un método para medir y analizar computacionalmente cómo las formas de las partículas de polvo dispersan la luz. Los estudios de seguimiento incluirán muchas más partículas, y vincular más claramente su forma a la dispersión de la luz. Los investigadores están especialmente interesados ​​en una función llamada "albedo, "Moonspeak por la cantidad de luz o radiación que refleja.

La receta para medir el nanopolvo de la luna es complicada. Primero necesitas mezclarlo con algo, como si estuviera haciendo una tortilla, y luego enciéndalo en un palito durante horas como un pollo asado. También se utilizan pajitas y alfileres de modista.

"El procedimiento es elaborado porque es difícil obtener una pequeña partícula por sí misma, pero es necesario medir muchas partículas para obtener buenas estadísticas, ya que están distribuidos aleatoriamente en tamaño y forma, ", Dijo el miembro del NIST, Ed Garboczi.

"Como son tan pequeños y solo vienen en polvo, una sola partícula debe separarse de todas las demás, ", Continuó Garboczi." Son demasiado pequeños para hacer eso a mano, al menos no en cantidad, por lo que deben dispersarse cuidadosamente en un medio. El médium también debe congelar su movimiento mecánico, para poder obtener buenas imágenes XCT. Si hay algún movimiento de las partículas durante las varias horas del escaneo XCT, entonces las imágenes estarán muy borrosas y, por lo general, no se podrán utilizar. La forma final de la muestra también debe ser compatible con acercar la fuente de rayos X y la cámara a la muestra mientras gira. tan estrecho, el cilindro recto es lo mejor ".

El procedimiento implicó remover el material del Apolo 11 en epoxi, que luego se goteó sobre el exterior de una pajita pequeña para obtener una capa delgada. Luego se quitaron pequeños trozos de esta capa de la paja y se montaron en alfileres de modista, que se insertaron en el instrumento XCT.

La máquina XCT generó imágenes de rayos X de las muestras que fueron reconstruidas por software en cortes. El software NIST apiló los cortes en una imagen 3D y luego la convirtió a un formato que clasificaba las unidades de volumen, o voxels, ya sea dentro o fuera de las partículas. Las formas de partículas 3D se identificaron computacionalmente a partir de estas imágenes segmentadas. Los vóxeles que componen cada partícula se guardaron en archivos separados que se enviaron al software para resolver problemas de dispersión electromagnética en el rango de frecuencia visible e infrarrojo.

Los resultados indicaron que el color de la luz absorbida por una partícula de polvo lunar es muy sensible a su forma y puede ser significativamente diferente del de las partículas esféricas o elipsoidales del mismo tamaño. Eso no significa demasiado para los investigadores, todavía.

"Este es nuestro primer vistazo a la influencia de las formas reales de las partículas lunares en la dispersión de la luz y se centra en algunas propiedades fundamentales de las partículas, ", dijo el coautor Jay Goguen del Instituto de Ciencias Espaciales." Los modelos desarrollados aquí forman la base de cálculos futuros que podrían modelar observaciones del espectro, brillo y polarización de la superficie de la luna y cómo esas cantidades observadas cambian durante las fases de la luna ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de NIST. Lea la historia original aquí.