Warum hat der Lander von Apollo 11 den Staub nicht weggeblasen? (oder warum sieht es so aus, als wäre es nicht so)

Eigentlich zwei Hauptgründe:

• Der Staub auf dem Mond wäre zwar extrem feinkörnig, aber aufgrund der Sonnenstrahlung und der Sonnenwinde auch stark aufgeladen, sodass er ziemlich gut an der Oberfläche haften würde, Korn an Korn, aber auch an den Raumanzügen der Astronauten haften würde. etwas, das ziemlich deutlich wurde, als sie während mehrerer Apollo-Missionen ziemlich große Probleme hatten, es auszuziehen und die Raumanzüge einigermaßen zu reinigen, bevor sie zur Mondlandefähre (LM) zurückkehrten. Siehe beispielsweise Antworten auf Wie wurde die Staubminderung während des Apollo-Programms angegangen?

  Staub auf dem Mond wird zumindest teilweise durch den Sonnenwind elektrifiziert. Die Erde ist durch das Magnetfeld unseres Planeten vor dem Sonnenwind geschützt, aber der Mond hat kein globales Magnetfeld, um geladene Teilchen von der Sonne abzuwehren. Freie Elektronen im Sonnenwind interagieren mit Mondstaubkörnern und "laden sie auf".

  

  Aufladung der Mondoberfläche und elektrische Felder, die durch Sonnenlicht und Sonnenwind verursacht werden.
  Bild- und Zitatquelle: NASA Science News .

• Die Mondlandefähre der Apollo-11 - Mission mit dem Namen Eagle landete nicht direkt (siehe: One-Shot-Video der Landung auf YouTube ), sondern navigierte eine ganze Zeit lang horizontal in relativ geringer Höhe zur Ebene des Mondes (sie haben sogar hatte eine Treibstoffwarnung, die sich aber später als verfrüht herausstellte) und versuchte, einen geeigneten Landeplatz zu finden. Das bedeutet, dass die LM mit Triebwerken größtenteils schräg zur Mondoberfläche landete und sich nur auf den letzten Metern gerade richtete. Dies würde die Menge des aufgewirbelten Staubs begrenzen, der bei der Landung auf dem Meer der Ruhe ( Mare Tranquillitatis ) am 20. Juli 1969 um 20:17,40 UTC hauptsächlich in eine Richtung weg von LM weggeblasen wurde.

Nun würde der Staub wie in meinem letzten Punkt erwähnt in die Richtung weggeblasen, in der der Astronaut auf dem Foto zu sehen ist (mehr oder weniger in Richtung der Luke, wo auch die Navigationssteuerungen und Fenster installiert waren), aber wenn Sie a Etwas näher und auf einem Foto mit höherer Auflösung (unten enthalten) werden Sie tatsächlich die Staubspur bemerken:

    

Buzz steht direkt hinter der Nordstrebe der Mondlandefähre (20. Juli 1969)

Buzz steht gleich hinter der Nordstrebe. Beachten Sie die markanten Staubflecken auf Buzz' Beinen. Das Foto zeigt auch die Furchen im Massenprobenbereich und den Bereich links von der Fußsohle, der unverkennbare Anzeichen für das Fegen durch den absteigenden Motorauspuff zeigt. In einem Detail notiert Ulli Lotzmann ein Spiegelbild des Rendezvous-Radars.

Foto- und Zitatquelle: Wikimedia Commons , Kredit: NASA History Office

Auf dem Foto ist die Staubspur zu sehen, schauen Sie einfach etwas genauer hin. ;)

Nicht nur, dass auf diesem Foto keine Beweise für Verschwörungstheorien zu finden sind, es gäbe durchaus gute Gründe, warum immer noch etwas Staub auf der Oberfläche des Landeplatzes zurückbleibt, selbst wenn es keine Spur der Staubspur gäbe . Es passiert einfach so, dass Buzz Aldrin zurück zu LM geht, wo es nicht am ausgeprägtesten ist.

Es gibt jedoch ein Alien auf diesem Foto:

Weder Neil Armstrong noch Buzz Aldrin wurden auf dem Mond geboren :P

Spoiler alert! Hover over the yellow bar above with your mouse cursor to reveal it.

In diesem Video der Landung von Apollo 11 sieht man, wie beim Anflug Staub aufgewirbelt wird (ab ca. 4:30). Einige der Partikel wurden klar über den Horizont gesprengt und sind möglicherweise auf halbem Weg über den Mond gelandet.
Der 'Boden' unter dem Staub ist nicht glatt. Wie neuer Basalt hat er eine körnige Textur, wie man hier direkt unter dem Auspuff sehen kann:

Der Mond hat keine Atmosphäre, daher wird nur der Staub direkt im Weg des Raketenabgases gestört. Dies ist anders als auf der Erde, wo die Abgase die umgebende Luft mitreißen und einen viel größeren Einflussbereich schaffen würden. So bleibt jeder Ort, der auch nur ein bisschen vom Auspuff abgeschirmt ist, ungestört. Auf dem von @Tildalwave geposteten Foto können Sie sehen, wie uneben der Boden war. Auf diesem Foto können Sie sehen, dass Bereiche, in denen der Staub intakt ist, abgeschirmt sind und andere Bereiche glatter erscheinen:

Robert Braeunig führte eine detaillierte Analyse der Bodenerosion auf dem Mond durch die LEM-Engine durch. Sein Fazit:

Von all unseren Annahmen ist diejenige, die die Ergebnisse vielleicht am dramatischsten beeinflusst, die Endgeschwindigkeit des Gases und des Bodens. Wenn wir beispielsweise die Mitte des Geschwindigkeitsbereichs verwenden, dh 1.700 m/s, anstatt 1.000 m/s, erhalten wir eine maximale Kratertiefe von nur 10,6 mm (0,42 Zoll). In Wirklichkeit blies der Abgasstrom nur sehr wenig Erde weg, weil das Gas nicht genug Energie enthielt, um ein großes Volumen an Oberflächenmaterial zu bewegen.

Der aufgewirbelte Staub hatte eine bemerkenswerte Wirkung :

Im November 1969 landete die Apollo 12-Mondlandefähre (LM, ausgesprochen „lem“) etwa 200 Meter von Surveyor 3 entfernt, einer Robotersonde, die im April 1967 auf dem Mond gelandet war. Die Astronauten von Apollo 12 gingen zu Surveyor 3, um ihn zu fotografieren und um einige Stücke für die Rückkehr zur Erde zu holen. Sie bemerkten sofort, dass der größte Teil von Surveyor 3, der beim Start makellos weiß war, sich braun verfärbt hatte – ein Ergebnis von zweieinhalb Jahren, in denen er extremen Mondbedingungen ausgesetzt war.

Aber die dem LM zugewandte Seite von Surveyor 3 war wieder weiß sandgestrahlt worden. Tatsächlich hinterließ „jeder Bolzen, jedes Kabel oder jede Halterung, die den feinen Splittnebel von Apollo 12 blockierte, dauerhafte Schatten auf Surveyor“, sagt Metzger. Aus der Untersuchung der zurückgegebenen Artefakte errechneten die Wissenschaftler später, dass das Sandstrahlen hauptsächlich aus feinsten Staubpartikeln mit einem Durchmesser von nur 1 bis 10 Mikrometern (0,00004 bis 0,0004 Zoll) resultierte.

Dieses Bild zeigt einen Farbunterschied zwischen den beiden Seiten der Kamera (die Kamera wurde von Apollo 12 geborgen):

Das Problem mit diesem Bild ist, dass in jedem Surveyor 3-Foto, das ich finden konnte, die dunklere Seite der Kamera auf das LEM gerichtet war:

Nun, es scheint, dass die Besatzung von Apollo 12 nur wenige Fotos von Surveyor gemacht hat, es ist möglich, dass sie die Kamera gedreht haben (um sie von der Sonde zu entfernen), bevor sie das Foto gemacht haben. Fotos, die auf dem Mond aufgenommen wurden, zeigen den Farbunterschied nicht sehr gut, alle subtilen Farbverläufe werden durch das grelle Licht ausgewaschen.

Original-NASA-Bericht über Surveyor 3

Es wurde 1969 in Radio, Fernsehen, Zeitungen und vielen Büchern zu diesem Thema gut publik gemacht, als ich als junger Erwachsener und zusammen mit den meisten Menschen in der westlichen Welt jede noch so kleine Information über die Apollo 11-Mission aufnahm. Das ist eine meiner Referenzen: Ich lebte und hörte, wie alles geschah.

Etwa in der letzten Minute vor der Landung hörte man Buzz Aldrin sagen: „Picking up some dust“ (Akzent von mir). Dieser Kommentar über „etwas“ Staub steht im Kontrast zu dem Kommentar von Apollo 16 Charlie Duke über die großen Staubmengen, die seine Mission in der Nähe ihrer Landung aufwirbelte, und warum das so sein sollte (diese Referenz unten).

Nachdem der Apollo 11 LM auf dem Mond war und die Astronauten sich außerhalb des Raumfahrzeugs befanden, meldeten sie der NASA eine kleine Narbe in der Mondoberfläche in einiger Entfernung vom LM. Angesichts der Tatsache, dass sie und der LM die einzigen „Einheiten“ waren, die die Narbe dort hätten platzieren können, erzählten sie der NASA davon und argumentierten, dass die signifikante Seitwärtsbewegung des LM bei der Landung bedeutete, dass die 5-Fuß-Sonde an einem Bein des LM befestigt war berührte die Oberfläche und hinterließ die Narbe. Die NASA stimmte zu (ich habe das live gehört, übrigens) Und diese Tatsache ist auch relevant für die Frage: Die Narbe war ein absoluter Beweis dafür, dass das LM, wenn es 5 Fuß über der Oberfläche war, eine ziemlich horizontale Distanz zurücklegen musste, bevor es aufsetzte. Und die Bedeutung davon ist,

Newtons Bewegungsgesetze und die Schwerkraft des Mondes rollten den LM dann seitlich in die Landung. Dies erklärt, warum es nicht viel Staub über den Landeplätzen gab (aufgewirbelter Staub wurde "zurückgelassen" und fiel senkrecht in ein Vakuum), und es erklärt auch, warum es unter dem Abstieg kein tiefes Sprengloch gab Motorauspuff (er zündete damals nicht, nach Missionsregeln). Und dies ist der wahre Grund, warum das LM den Staub nicht "weggeblasen" hat - es kann nicht, wenn es nicht feuert, wo und wann sich das LM auf der Oberfläche befindet.

Apollo 16 hingegen wirbelte dicken Staub auf, der die Sicht in der letzten Landephase erschwerte (Duke, 1990, S. 161-162). Apollo 16 landete in seiner Endphase vertikal (ebd.), also landete es natürlich genau in dem Staub, den es aufwirbelte.

Übrigens, und in stumpfem Zusammenhang mit der Staubfrage, erklärte Charlie Duke, warum der Abstiegsmotor vor der Landung abgeschaltet wurde (ebd.), dass, wenn er lief und der Motor genau dort landete, wo ein Stein war, der den Motor blockierte, es könnte sprengen.

(Duke, C. & D. Moonwalker . Thomas Nelson Publishers, Nashville, Tennessee. 1990)

Aus der Spitze meines Kopfes denke ich, dass die Gründe dafür sind

1. Der Boden dort besteht aus Staub. Es ist nicht nur eine dünne Schicht auf der Oberfläche, so dass Sie eine riesige Menge davon wegblasen könnten und immer noch genug übrig haben, um darauf zu stehen; und

2. Auf der Erde bläst ein Triebwerk Staub herum, indem es die Luft in Bewegung versetzt, aber der Mond hat keine Atmosphäre. Etwas Staub wird immer noch von den Abgasen selbst weggeblasen, aber dies wird eine viel schwächere Wirkung haben als auf der Erde, weil sich die Abgase schnell ausdehnen und diffus werden, wodurch sie nicht viel Staub bewegen können.

Vielleicht kann jemand mit direkteren Kenntnissen weitere Details hinzufügen, aber ich denke, dies sind die Hauptgründe.

Wir sind daran gewöhnt, den Staub „wegschweben“ zu sehen, aber das liegt an der Anwesenheit einer Atmosphäre. Im Vakuum fallen die Staubpartikel sofort zu Boden, selbst bei der relativ geringen Erdbeschleunigung des Mondes...