月球暴露于地球等离子体片的长期趋势建模

本文展示了月球暴露于地球等离子体片的情况如何因月球进动而受到年代际变化的影响。后者是月球绕地球视轨道的一个关键属性——该轨道的节点围绕黄道进动，每 18.6 年完成一次旋转。这种进动导致了许多天文现象，例如日食和月食周期的逐年漂移。它还控制了月球穿越磁尾时的黄道纬度，从而控制了月球与等离子体片相遇的次数和持续时间。本文提出了这些相遇的详细模型，并将其应用于 1960 年至 2030 年期间。结果表明，月球暴露于等离子体片的总时间将在 18 年周期的最小值时每月 10 小时变化到最大值时每月 40 小时。这些变化可能对等离子体片电子撞击月球表面导致的电荷积累产生深远影响。因此，我们预计月球表面充电水平将在 18 年周期内发生变化。文献中包含支持这一点的报告：1994-2000 年周期最大值期间进行的几项观测归因于等离子体片电子对月球表面的轰击和充电。因此，我们得出结论，受月球进动驱动的月球表面充电将在 18 年周期内发生显著变化。在此周期背景下解释月球环境测量数据，并在设计部署于月球表面的设备时考虑该周期，这一点至关重要。对于制定下一个周期最大值（2012-2019 年）期间月球表面机器人探索计划而言，这一点尤为重要。