Warum genau sollten "ständig beschattete polare Mondkrater ... wesentlich höhere Konzentrationen von ³He haben als sonnenbeschienene Mondoberflächen?"

Die Erforschung dieser Antwort führte zu ³He in permanent beschatteten Mondpoloberflächen, veröffentlicht in Icarus. Die Zusammenfassung ist verlockend, aber prägnant:

Abstrakt

Aufgrund ihrer kryogenen Temperaturen deuten Analysen darauf hin, dass permanent beschattete polare Mondkrater wesentlich höhere Gehalte an ³He aufweisen können als sonnenbeschienene Mondoberflächen und konservativ geschätzt bis zu 50 ppb oder mehr enthalten.

Helium-3 von Wikipedia ; Sonnennebel (ursprüngliche) Fülle sagt:

Eine frühe Schätzung des ursprünglichen Verhältnisses von ³He zu ⁴He im Sonnennebel war die Messung ihres Verhältnisses in der Atmosphäre des Jupiter, gemessen mit dem Massenspektrometer der Atmosphäreneintrittssonde Galileo. Dieses Verhältnis beträgt etwa 1:10.000 oder 100 Teile ³He pro Million Teile ⁴He. Dies ist ungefähr das gleiche Verhältnis der Isotope wie im Mond-Regolith, das 28 ppm Helium-4 und 2,8 ppb Helium-3 enthält (was am unteren Ende der tatsächlichen Probenmessungen liegt, die zwischen etwa 1,4 und 15 ppb variieren).

Frage: Warum genau sollten "dauerhaft beschattete polare Mondkrater ... wesentlich höhere Konzentrationen von ³He aufweisen als sonnenbeschienene Mondoberflächen?" Was genau hat es mit der dauerhaften Beschattung von Oberflächen durch die Sonne auf sich, von der angenommen wird, dass sie bis zu 50 ppb Helium-3 ansammeln können, verglichen mit einem Monddurchschnitt von nur 2,8 ppb?

Ist es die viel niedrigere Temperatur oder die Abschirmung vor dem Sonnenwind oder etwas anderes?

Möglicherweise relevanter Fakt, dass der Siedepunkt von Helium-3 nur etwa 3,2 Kelvin beträgt, viel niedriger als die 4,2 Kelvin von Helium-4.

Teile pro Milliarde sind eigentlich sehr geringe Konzentrationen.
@PhilipNgai im Vergleich zu was?
Im Vergleich zu jeder echten Energiequelle.
@PhilipNgai Ich interessiere mich nur für die Dynamik von Partikeln von der Sonne, die mit Mondregolith interagieren.
Es ist ein interessantes Thema, aber normalerweise verbunden mit einigen Leuten, die denken, dass He-3 vom Mond eine wichtige Energiequelle sein kann.
Interessanterweise scheint die Wikipedia über He-3 darauf hinzudeuten, dass He-3 durch Beschuss des Regoliths mit Sonnenlicht entsteht ! Hier ist also was los...
@Roger wo steht das? Ich kann mir vorstellen, dass es Wechselwirkungen zwischen Sonnenwind und Regolith gibt, aber bist du sicher, dass es Sonnenlicht sagt?
@uhoh Ich stehe korrigiert; da bin ich mit meiner Terminologie etwas zu schnell und locker geworden.
@Roger Ich denke, das Zusammenspiel von Sonnenwind und Mondregolith ist kompliziert und ziemlich interessant; Je mehr Diskussionen desto besser, danke!

Antworten (1)

Das ist ziemlich offensichtlich aus dem Faktoid, das Sie selbst angeben. In Regionen eines Himmelskörpers, die nicht von einer Atmosphäre abgeschirmt und niemals von der Sonne beschienen werden, kann die Temperatur sehr, sehr tief sinken - tatsächlich nahe an die Temperatur der kosmischen Hintergrundstrahlung (2,725 K). In permanent beschatteten Mondkratern ist das Helium-3 also einfach viel langsamer verdampft als in sonnenbeschienenen Regionen.

-1für unbelegte, nicht unterstützte Kommentare. Die Helium-3-Speicherung in Regolith ist ein sehr komplexer Prozess, es haftet nicht nur an der Oberfläche, es kann auch in die Partikel eingebettet werden. Bisher hast du mich nicht überzeugt, ob es rein thermisch ist oder ob auch Sputter-Effekte ins Spiel kommen. Sonnenschutz bedeutet auch Schutz vor Sonnenwind. Nur Punkte in meiner Frage zu wiederholen, ist keine Antwort auf meine Frage. Können Sie einen zweiten Blick auf das werfen, was ich nach Frage: geschrieben habe , und sehen, ob Sie darauf detaillierter eingehen können? Danke!
@uhoh Ja, das geht. Wird aber in ein bisschen (ein paar Tage, wahrscheinlich) sein, da ich unterwegs bin. Diese Veröffentlichung von researchgate.net/publication/… aus dem Jahr 2000 hat in ihrer Schlussfolgerung (und dem Abschnitt direkt davor) folgendes: 1. Ja, es gibt eine höhere Konzentration von Sonnenwind-Wasserstoff an den Polen, besonders in unbeleuchteten Gebieten, als anderswo 2. Sputtern betrifft nur den Abbau von Wassereis. 3. He3 wird auch an den Mondpolen verstärkt. Jedenfalls kann ich tiefer tauchen.
@uhoh Auch dieses – zugegebenermaßen spekulative – Papier 21sci-tech.com/Articles_2014/Moon_Chemistry.pdf zitiert das viel ernstere NASA-Papier von Schmitt, Henley et al.: solarsystem.nasa.gov/studies/191/… was wiederum und verweist indirekt auf Geochimica et Cosmochimica Acta, Supplements 1 und 2 (1970), die den Ergebnissen von Apollo 11 gewidmet sind. Es wird mir ein Vergnügen sein, diese für Sie auszuweiden :-)