Summary
Støv opladning og mobilisering er demonstreret i tre forsøg med eksponering for termiske plasma med beam elektroner, beam elektroner kun eller ultraviolet (UV) stråling kun. Disse eksperimenter fremlægge avanceret forståelse af elektrostatiske støv transport og dens rolle i udformningen af overflader af airless planetariske organer.
Abstract
Elektrostatisk støv transport har været en hypotese for at forklare en række observationer af usædvanlige planetariske fænomener. Her er det påvist ved hjælp af tre seneste udviklet eksperimenter som støv partikler er udsat for termisk plasma med beam elektroner, beam elektroner kun eller ultraviolet (UV) stråling kun. UV-lyskilde har en smal båndbredde i bølgelængde centreret på 172 nm. Beam elektroner med energien af 120 eV er lavet med et negativt forudindtaget varme glødetråden. Når den vakuumkammer er fyldt med argon-gas, oprettes en termisk plasma ud over elektronstrålen. Isolerende støvpartikler i et par snese mikrometer i diameter anvendes i eksperimenter. Støvpartikler registreres for at være lofted til en højde op til et par centimeter med en lancere hastighed op til 1 m/s. Disse eksperimenter viser, at foto og/eller sekundære elektron emission fra en støvede overflade ændrer den opladning mekanisme af støvpartikler. Ifølge de nyligt udviklede "lappet afgift model", de udsendte elektroner kan optages igen inde i microcavities mellem nærliggende støvpartikler under overfladen, forårsager ophobning af forbedrede negative afgifter på de omkringliggende støv partikler. De frastødende kræfter mellem disse ladede negativt partikler kan være stort nok til at mobilisere og løfte dem fra overfladen. Disse eksperimenter præsentere den avanceret forståelse af støv opladning og transport på støvede overflader, og lagt et fundament for fremtidige undersøgelser af sin rolle i den overflade evolution af airless planetariske organer.
Introduction
Airless planeter, såsom Månen og asteroider, er dækket af fint støvpartikler kaldet forekomster. Disse airless organer, i modsætning til jorden, er direkte udsat for solvinden plasma og solens ultraviolette (UV) stråling, forårsager forekomster støv skal opkræves. Disse opkrævet støvpartikler kan derfor mobiliseret, lofted, transporteres, eller endog skubbet ud og tabte fra overfladen på grund af elektrostatiske kræfter. Først foreslog bevis for denne elektrostatisk proces var den såkaldte "Månens horisont glød", en særskilt glød over den vestlige horisont observeret kort efter solnedgang ved Surveyor 5, 6 og 7 rumfartøjer fem årtier siden (figur 1a)1, 2,3. Det har været en hypotese at denne glød var forårsaget af sollys spredt ud fra elektrostatisk lofted støvpartikler (5 μm radius) til en højde < 1 m over overfladen nær Månens terminator1,2,3. Elektrostatisk frigivne fint støv blev også foreslået for at være ansvarlig for stråle-lignende streamers nåede en højtliggende rapporteret af Apollo astronauter4,5.
Lige siden disse Apollo bemærkninger, en række bemærkninger over andre airless organer blev også knyttet til mekanismerne af elektrostatiske støv mobilisering eller lofting, ringer såsom de radiale eger i Saturn-6,7, 8, støv damme på asteroiden Eros (figur 1b)9 og comet 67 P10, de porøse overflader angivet fra main-bælte asteroide spectra11, usædvanligt glatte overfladen af Saturns iskolde månen Atlas12, og den regolith på Månens hvirvler13. Desuden kan nedbrydning af laser retroreflectors på Månens overflade også skyldes ophobning af elektrostatisk lofted støv14.
Laboratorieundersøgelser har været i vid udstrækning motiveret af disse usædvanlige rum observationer for at forstå de fysiske processer af støv opladning og transport. Støv mobilisering har været observeret i forskellige plasma betingelser, hvori støvpartikler er kaste ud fra et glas kugle overflade15,16, svæve i plasma skeder17, og registreret til at komme videre både udførelse og isolerende overflader18,19,20,21. Men hvordan støvpartikler få tilstrækkeligt store afgifter til lofted eller mobiliseret forblev dårligt forstået. Målinger af afgifter på individuelle støvpartikler på en glat overflade22 og den gennemsnitlige massefylde på en støvet overflade23 nedsænket i plasmaer viser, at afgifterne, der er alt for lille for støvpartikler lofted eller mobiliseret.
I forudgående teorier16,24,25opladningen var kun anses for at opstå på det øverste overflade lag, der er direkte udsat for UV eller plasma. Afgifter er ofte anset for at være fordelt jævnt over hele den støvede overflade, dvs., hver enkelte støv partikel erhverver den samme mængde af afgift, beskrevet af de såkaldte "delt ansvaret model"16. Gebyrerne beregnes ud fra denne model er dog meget mindre end den gravitationelle kraft alene. En afgift udsving teori, der tegner sig for den stokastiske proces af strømme af elektroner og ioner til overflade16,24 viser en tidsmæssig forbedring i den elektrostatiske kraft, men det er stadig lille i forhold til den gravitationel kraft.
I dette papir demonstreres elektrostatisk støv lofting og mobilisering ved hjælp af tre seneste udviklet eksperimenter26, som er vigtige for at forstå støv transport på forekomster af airless planetariske organer. Disse eksperimenter er udført i betingelserne for termisk plasma med beam elektroner, beam elektroner kun eller UV-stråling kun. Disse eksperimenter påvise gyldigheden af den nyligt udviklede "lappet afgift model"26,27, i hvilke microcavities dannet mellem tilstødende støvpartikler under overfladen kan re absorbere den udsendte foto og/eller sekundære elektroner, generere store negative afgifter på overfladen af de nærliggende støvpartikler. De frastødende kræfter mellem disse negative afgifter kan blive stor nok til at mobilisere eller løft støvpartikler.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. vakuumkammer setup
- Placer en isolerende gummi ark (0,2 cm tyk, 5 cm i diameter) med et centralt hul 1,9 cm i diameter på en isolerende plade (2 cm tyk og 20 cm i diameter) (figur 2a, b). Indlæse isolerende, uregelmæssigt formet støvpartikler (mellem 10 og 50 μm i diameter) i hullet.
- Isolerende pladen anbringes på en metalplade, som stod midt i en vakuumkammer. Elektrisk isolere metalpladen fra kammeret ved hjælp af keramiske modsætninger.
- Tænde vakuumpumper (en turbo pumpe bakkes op af en mekanisk roughing pumpe) at nå frem til den base pres af ~ 10-6 Torr. De demonstrere eksperimenter er udført i en cylindrisk rustfrit stål vakuumkammer, 50 cm i diameter og 28 cm høj (figur 2 c).
- Optage støv bevægelse og lofting med en video kamera på en fast hastighed på 30 rammer/s (fps) eller et højhastighedstog (> 2000 fps) kamera. Bruge en LED lys med maksimale belysning svarende til > 500W incandesce lys til at producere tilstrækkelig belysning på støvpartikler for god kvalitet video optagelse.
Bemærk: Ved hjælp af gummi er på grund af dens mørke farve, der minimerer lysrefleksion til kameraet. Lys-farvede støvpartikler bør anvendes til bedre fotografere på grund af farvekontrast til mørke gummi-overflade. Den tykke isolerende plade anvendes til at eliminere effekten af det elektriske felt mellem overfladen af den isolerende plade og metalpladen på støv opladning og mobilisering. I denne demonstration, Mars prøvevæsken (JSC-Mars-1, sigtes til den gennemsnitlige diameter 38-48 μm, massefylde af 1.9 g/cm-3 og store sammensætning af SiO2 28) blev anvendt, som ligner generelle forekomster støvet af airless organer i inderste Solar system. Forskellige andre typer af isolerende støvpartikler blev også testet, som Månens prøvevæsken (JSC-1), Månens prøvevæsken highland (LHT) og ren silicastøv.
2. eksponering for termiske plasma med beam elektroner
- Vedhæfte en thoriated wolfram glødetråden (0.1 mm tyk og ~ 3 cm lang) til en elektrode feedthrough og installere det på toppen af salen. Derefter pumpe kammer ned til den base pres.
- Fyld den vakuumkammer med argon gas pres af ~ 0,5 mTorr.
- Tænd strømforsyninger og Indstil den bias spænding -120 V til glødetråden.
- Øge varme spændingen til den nuværende varme ~ 2A indtil den nuværende emission når en ønskede værdi (et par mA). Energiske elektroner med energien af 120 eV vil blive udledt fra glødetråden.
Bemærk: Disse stråle-lignende primære elektroner påvirke neutral argon atomer, forårsager dem til at være ioniseret og skabe en plasma med en elektron temperatur omkring 2 eV. En stor del af de primære beam elektroner når direkte de støvede overflade uden sammenstød med neutrale atomer. Støvpartikler er derfor udsat for både de termiske plasma og beam elektroner. - Rollen som energisk beam elektroner i støv transport, bruge en alternativ handling for at oprette en termisk plasma ovenfor støvpartikler.
- Drej på en alternativ glødetråd i bunden kammer med bias spændingen-40 V og emission nuværende 400 mA (figur 2a). De primære elektroner, der udsendes fra glødetråden vil blive stoppet af metalpladen under fornærmende pladen som støvpartikler hvile (figur 2a, b).
- Variere emission strøm for at ændre det elektriske felt over overfladen. Højere strøm skaber højere plasma tæthed, tyndere kappe, og dermed større elektrisk felt.
3. eksponering til at stråle elektroner kun
- Setup eksperimentet, som beskrevet i det ovenstående eksperiment ved hjælp af top glødetråden.
- Tænder på den øverste glødetråd under base pres 10-6 Torr (dvs., ingen argon gas fodret i salen). Ingen plasma er skabt, mens kun 120 eV beam elektroner udsendes fra glødetråden bombard støvpartikler.
- Betjene glødetråden i to forskellige tilstande.
- Indstille den bias spænding til -120 V og derefter øge varme spændingen, indtil den nuværende emission når et par mA.
- Øge varme spændingen til at nå et ønsket varme nuværende ~ 2 A, derefter øge bias spændingen fra 0 V gradvist til V -120 til udsender elektroner med en emission strøm af et par mA.
4. eksponering for UV-stråling kun
- Erstatte top glødetråden med en UV-lampe (figur 2b) og pumpen ned kammer base pres. Bruge en xenon excimer Osram lampe, der udsender UV-lys af 172 nm bølgelængde. Den tilsvarende photon Energi er 7,2 eV, større end funktionen arbejde af støv overflade (~ 5,5 eV) for at udlede photoelectrons.
Bemærk: Kortere bølgelængde UV, der udstråler højere energi fotoner forventes at skabe flere afgifter på støvpartikler og derfor mere mobilisering, baseret på lappet afgift model26,27. - Drej på UV-lampe til at udstråle støvpartikler. I demonstrationen, foton irradians er 40 mW/cm-2 ved UV kilden og ~ 16 mW/cm-2 på den støvede overflade.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Et sæt af forsøg blev udført ved hjælp af den øverste eller nederste filamenter. Opsætningen af top glødetråd, hopping af støvpartikler blev indspillet (figur 3a). Derimod forblev støvpartikler i hvile ved bunden glødetråden. Det er blevet målt, at den lodrette elektrisk felt på overfladen var ca samme (16 V/cm) i begge forsøg på betingelser beskrevet i trin 2, protokol26. Disse resultater viser, at den elektrostatiske kraft på grund af kappe elektrisk felt ikke er stort nok til at mobilisere støvpartikler. Den eneste forskel mellem disse to eksperimenter er (ved hjælp af top glødetråden) eller ej (ved hjælp af bunden glødetråden) af beam elektroner bombardere overfladen.
Potentialer på tværs af støv og gummi flader målt af Wang mfl. 26 har vist, at sekundære elektroner blev genereret som følge af bombardementet af energiske beam elektroner mens minimeret i plasma, hvor elektronerne er thermalized. Endnu vigtigere, har disse potentielle målinger vist at den sekundære elektron emission i vid udstrækning blev reduceret på den støvede overflade, sammenligne, den faste overflade26. Dette er sandsynligvis på grund af den overfladeruhed, der igen kan absorbere den udsendte elektroner20,29,30,31,32,33.
Som beskrevet i protokollen 3.3.1, er sekundære elektroner lavet når 120 eV beam elektroner udsendes fra glødetråden reach overflade, forårsager overflade potentiale til at stige for at blive mere positiv end V -120. I dette tilfælde blev støvpartikler mobiliseret og lofted fra overfladen (figur 3b). I punkt 3.3.2, blev ingen støv bevægelse indspillet. Det er blevet målt, at overfladen potentielle simpelthen følger glødetrådens bias spænding for at blive-120 V26. Dette er fordi glødetrådens spændingen startes meget små, dvs., den tilsvarende beam elektron energi er meget lavt, og sekundære elektron udbytte er næsten nul, så den overflade potentiale lig energi af beam elektroner (i eV) for at stoppe dem at opretholde en nul-netto strøm på tilstanden ligevægt. Tilvækst af glødetrådens spænding er gradvis, i forhold til plasma svaret, så at den spænding er for lille til at oprette en sekundær elektroner. Derfor følger overfladen potentielle glødetrådens spænding, forårsager beam elektroner til at være stoppet fra at nå overfladen og derfor undertrykker sekundær elektron emission. Dette eksperiment viser igen, at generation af sekundære elektroner væsentligt bidrager til støv opladning og transport.
Støvet hopping blev registreret under den 172 nm UV stråling (figur 3 c). En photoelectron kappe er lavet over overfladen, hvor det elektriske felt er meget lille ~ 0,5 V/cm34. Den elektrostatiske kraft på grund af kappe elektrisk felt er derfor ubetydelige. Som det fremgår af Schwan mfl. 27, lofted støvpartikler under UV stråling bære store negative afgifter. Dette resultat er i modstrid med den forventede positive ladning på grund af photoemission samtidig er enig med "lappet afgift model" beskrevet nedenfor.
Lang eksponering af støvpartikler under UV stråling blev også udført. Figur 4 viser ændringerne i overfladen morfologi som funktion af tiden. Overfladen bliver glattere og til sidst flader ud, tilbyder en effektiv proces for støv damme dannet på asteroiden Eros (figur 1b), f.eks.
De tre eksperimenter påvist ovenfor show, støv, lofting opstår, når foto og/eller sekundære elektroner der udsendes fra en støvede overflade, og disse udsendte elektroner kan optages igen inden for overflade på grund af sin ruhed. I "lappet afgift model" udviklet af Wang mfl. 26 var baseret på disse to konstateringer og er kort gennemgået nedenfor.
Som vist i figur 5, i modsætning til en glat solid overflade, dannes microcavities mellem støvpartikler under en regolith overflade. De øverste overflader (blå pletter) er opkrævet af photoionization på grund af UV-stråling og/eller plasma elektroner og ioner. Der er små åbninger mellem støvpartikler på oversiden. Nogle af de UV-fotoner, eller elektroner og ioner kan trænge gennem disse små åbninger på støvpartikler under den øverste overflade, at skabe photoelectrons og/eller sekundære elektroner. Mange af disse udsendte elektroner flygte ikke og optages igen inde i de microcavity og depositum negative afgifter på overfladen af de omkringliggende partikler (røde pletter).
Afgift på de blå overflade pletter er Qb 
Eb, hvor Eb er kappe elektrisk felt over de støvede overflade. De røde pletter skal debiteres Qr Er, hvor Er er det elektriske felt inde i microcavity. Eb 1 / λDe, hvor λDe er Debye længde mens Er 1/r, hvor der er individuelle støv partikel radius, omtrent svarende til den karakteristiske størrelse af microcavity. På grund af λDe >> r, Er >> Eb og derfor Qr >> Qb. I høj grad forbedret negativ ladning Qr kan skabe en stor nok frastødende kraft mellem to negativt ladede partikler, som skubber dem fra overfladen. Store gratis indskud (størrelsesordenen 0.5 μC/m2) inden for en støvede overflade på grund af fornyet absorption af photoelectrons er også observeret i en computer simulering35.
Figur 1. Fotos af to eksempler på usædvanlige overflade fænomener relateret til elektrostatiske støv transport. a Månens horisont glød taget af landinspektør 7 rumfartøjer3 (NASA foto). (b) fint støv indskud i et krater, den såkaldte "støv Dam" på asteroiden 433 Eros taget af NEAR-Shoemaker rumfartøjer9. Pile og cirkel angiver allerede eksisterende toporgraphies. Pladsen fremhæver en lille isoleret støv Dam. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2. Eksperimentelle apparater og setup. a en skematisk af eksperimentel opsætning for støv eksponering for en termisk plasma med beam elektroner, beam elektroner kun eller UV stråling kun26. (b) billede viser opsætning for UV eksperiment inde i kammeret og (c) billedet af den vakuumkammer. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3. Billeder af baner af lofted støv26. Eksponering for a plasma med 120 eV stråle elektroner, b 120 eV beam elektroner og UV-c stråling, henholdsvis. En blå boks i (a) højdepunkter baner af lofted støvpartikler. En blå boks i (c) fremhæver bane af en lofted støv partikel med et zoomede billede. Lofted støvpartikler omfatter aggregater så stor som 140 m i diameter foruden enkelte partikler (38-45 m i diameter). Dette tal er blevet ændret fra papiret af Wang et al. 26. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4. Tid bortfalder forandringens overflade på grund af støv moblization under UV stråling. UV bølgelængde er 172 nm med photon irradians 16 mW/cm2 på den støvede overflade. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5. Lappet afgift model26. En microcavity vises i midten er dannet af nabolandet støvpartikler (grå cirkler). De blå overflade pletter er udsat for fotoner og/eller elektroner og ioner. De debiteres til Qb og simultanously udsender foto og/eller sekundære elektroner. En brøkdel af disse udsendte elektroner optages igen inde i microcavity og ophobes på rød overflade pletter af de omkringliggende støvpartikler, opladning dem negativt til Qr. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I årtier forblev problemet med elektrostatisk støv transport på forekomster af airless organer et åbent spørgsmål hvor forekomster støvpartikler få tilstrækkeligt store afgifter at blive mobiliseret eller lofted. Seneste laboratorium undersøgelser26,27 har fundamentalt avanceret forståelse af problemet.
Her er det påvist tre nyligt udviklede eksperimenter viser støv opladning og mobilisering i termisk plasma med beam elektroner, beam elektroner kun eller UV-stråling kun. Det centrale element i disse eksperimenter er at oprette sekundære elektroner eller photoelectrons at blive udledt fra støvede overflader. Som vist i det foregående arbejde26, er det sandsynligt, at disse udsendte elektroner kan resultere i stort set forbedret negative afgifter på støvpartikler på grund af deres re absorption inde i microcavities under de støvede overflade. De nærmere regler er beskrevet med den nyligt udviklede og med held verificerede "lappet afgift model" 26,27.
I protokollen trin 1 og 2, støvpartikler skal udsættes direkte for at overføre elektroner med energier over 100 eV at oprette sekundære elektroner effektivt36. Bias spændingen til glødetråden skal angives først, derefter øge varme spænding indtil den ønskede emission nuværende er nået, som beskrevet i protokollen 3.3.1. Hvis støvpartikler ikke er flyttet eller lofted, kan det indikere støv overfladen potentielle følger stråle energien bliver så negativ, at oprettelsen af sekundære elektroner er undertrykt. Dette kan være forårsaget af en forkert betjening om indstilling af glødetrådens spændinger, som beskrevet i protokollen 3.3.2.
I protokollen trin 3, bølgelængden for UV-lampe burde være 170 nm eller kortere, således at energierne af UV fotoner er betydeligt større end funktionen arbejde af støv overflade for at udlede photoelectrons effektivt. Støv mobilisering afhænger i høj grad de sammenhængende styrker mellem støvpartikler, som kan variere med forskellige kompositioner. Mars prøvevæsken viste sig at være den nemmeste at flytte.
Disse eksperimenter viser, at støvpartikler (snese mikrometer i diameter) kan hoppe op til et par centimeter høj. Denne højde er svarende til ti centimeter på Månens overflade, svarer til højden af Månens horisont glød. Det er ikke klart, hvorvidt gløden skyldes ballistiske hopping eller levitation af støvpartikler. Disse eksperimenter tyder på, at den tidligere, er en mere sandsynlig mekanisme. Det var vist, at elektrostatiske støv mobilisering kan føre til dannelsen af glatte overflader, som kan være relevante for støv damme dannet på asteroide Eros9 og comet 67 P10, og meget glat overfladen af Saturns iskolde måne Atlas12.
Afslutningsvis, viser disse eksperimenter at elektrostatiske støv transport forventes at spille en betydelig rolle i udformningen af overflader af airless planetariske organer og kan være ansvarlig for en række usædvanlige overflade fænomener. Metoder viste her åbnet en dør til mere avancerede undersøgelser herunder både laboratorium eksperiment og modellering i fremtiden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af NASA/SSERVI Institut for modellering Plasma, atmosfærer og kosmisk støv (virkning) og NASA Solar Systems virke Program (giver nummer: NNX16AO81G).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Vacuum chamber | Any | NA | |
| Vacuum electrode feedthrough | Lesker | EFT0113053 | |
| Tungsten filament (0.1 mm thick) | Goodfellow | W055250 | Thoriated |
| Power supply #1 (0-8V, 3A) | Agilent | E3610A | Or equivalent |
| Power supply #2 (0-140V, 0.5A) | Agilent | E3612A | Or equivalent |
| UV lamp | Osram | XERADEX L40/120/SB-SX48/KF50HV | Or equivalent |
| Dust sample | Any | Mars or Lunar simulants or other types | Irregularly-shaped, sieved, insulating |
| Insulating plate | Any | NA | Thickness > 1 cm |
| Rubber sheet | Any | NA | Thickness > 1 mm |
| Metal plate | Any | NA | |
| Ceramic stands | McMaster | 94335A130 | 1/2" diameter |
| Video camera (consumer) | Panasonic | HC-VX870 | Or equivalent |
| Video camera (high-speed) | Phantom | V2512 | > 1000 fps |
| LED lamp | Any | NA | > 500W Tungsten Equivalent |
References
- Criswell, D. R. Horizon-glow and the motion of lunar dust. Photon and Particle Interactions with Surfaces in Space. , Springer. New York. 545-556 (1973).
- Rennilson, J. J., Criswell, D. R. Surveyor observations of lunar horizon-glow. Moon. 10 (2), 121-142 (1974).
- Colwell, J. E., Batiste, S., Horányi, M., Robertson, S., Sture, S. Lunar surface: Dust dynamics and regolith mechanics. Rev. Geophys. 45, RG2006 (2007).
- McCoy, J. E., Criswell, D. R. Evidence for a high latitude distribution of lunar dust. The 5th Proc. Lunar Sci. Conf. , 2991 (1974).
- Zook, H. A., McCoy, J. E. Large scale lunar horizon glow and a high altitude lunar dust exosphere. Geophys. Res. Lett. 18 (11), 2117-2120 (1991).
- Smith, B. A., et al. Encounter with Saturn - Voyager-1 imaging science results. Science. 212 (4491), 163-191 (1981).
- Smith, B. A., et al. A new look at the Saturn system - the Voyager-2 images. Science. 215 (4532), 504-537 (1982).
- Mitchell, C. J., Horányi, M., Havnes, O., Porco, C. C. Saturn's spokes: Lost and found. Science. 311 (5767), 1587-1589 (2006).
- Robinson, M. S., Thomas, P. C., Veverka, J., Murchie, S., Carcich, B. The nature of ponded deposits on Eros. Nature. 413 (6854), 396-400 (2001).
- Thomas, N., et al. Redistribution of particles across the nucleus of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. Astron. Astrophys. 583, A17 (2015).
- Vernazza, P., et al. High surface porosity as the origin of emissivity features in asteroid spectra. Icarus. 221 (2), 1162-1172 (2012).
- Hirata, N., Miyamoto, H. Dust levitation as a major resurfacing process on the surface of a saturnian icy satellite Atlas. Icarus. 220 (1), 106-113 (2012).
- Garrick-Bethell, I., Head, J. W., Pieters, C. M. Spectral properties, magnetic fields, and dust transport at lunar swirls. Icarus. 212 (2), 480-492 (2011).
- Murphy, T. W., et al. Long-term degradation of optical devices on the Moon. Icarus. 208 (1), 31-35 (2010).
- Sheridan, T. E., Goree, J., Chiu, Y. T., Rairden, R. L., Kiessling, J. A. Observation of dust shedding from material bodies in a plasma. J. Geophys. Res. 97 (A3), 2935-2942 (1992).
- Flanagan, T. M., Goree, J. Dust release from surfaces exposed to plasma. Phys. Plasmas. 13 (12), 123504 (2006).
- Sickafoose, A. A., Colwell, J. E., Horányi, M., Robertson, S. Experimental levitation of dust grains in a plasma sheath. J. Geophys. Res. 107 (A11), 1408 (2002).
- Wang, X., Horányi, M., Robertson, S. Experiments on dust transport in plasma to investigate the origin of the lunar horizon glow. J. Geophys. Res. 114, A05103 (2009).
- Wang, X., Horányi, M., Robertson, S. Investigation of dust transport on the lunar surface in a laboratory plasma with an electron beam. J. Geophys. Res. 115, A11102 (2010).
- Wang, X., Horányi, M., Robertson, S. Dust transport near electron beam impact and shadow boundaries. Planet. Space Sci. 59 (14), 1791-1794 (2011).
- Hartzell, C. M., Wang, X., Scheeres, D. J., Horányi, M. Experimental demonstration of the role of cohesion in electrostatic dust lofting. Geophys. Res. Lett. 40 (6), 1038-1042 (2013).
- Wang, X., Horányi, M., Sternovsky, Z., Robertson, S., Morfill, G. E. A laboratory model of the lunar surface potential near boundaries between sunlit and shadowed regions. Geophys. Res. Lett. 34 (16), L16104 (2007).
- Ding, N., Wang, J., Polansky, J. Measurement of dust charging on a lunar regolith simulant surface. IEEE Trans. Plasma Sci. 41 (12), 3498-3504 (2013).
- Sheridan, T. E., Hayes, A. Charge fluctuations for particles on a surface exposed to plasma. Appl. Phys. Lett. 98 (9), 091501 (2011).
- Heijmans, L. C. J., Nijdam, S. Dust on a surface in a plasma: A charge simulation. Phys. Plasmas. 23 (6), 043703 (2016).
- Wang, X., Schwan, J., Hsu, H. -W., Grün, E., Horányi, M. Dust charging and transport on airless planetary bodies. Geophys. Res. Lett. 43 (12), 6103-6110 (2016).
- Schwan, J., Wang, X., Hsu, H. -W., Grün, E., Horányi, M. The charge state of electrostatically transported dust on regolith surfaces. Geophys. Res. Lett. 44 (7), 3059-3065 (2017).
- Allen, C. C., et al. Martian Regolith Simulant JSC-Mars-1. The 29th Lunar and Planetary Science Conference. , Houston, Texas. Abstract # 1690 (1998).
- Martin, N. L. S., von Engel, A. The reflection of slow electrons from a soot-covered surface. J. Phys DAppl Phys. 10 (6), 863-868 (1977).
- Halekas, J. S., Delory, G. T., Lin, R. P., Stubbs, T. J., Farrell, W. M. Lunar Prospector measurements of secondary electron emission from lunar regolith. Planet. Space Sci. 57 (1), 78-82 (2009).
- Wiese, R., Sushkov, V., Kersten, H., Ikkurthi, V. R., Schneider, R., Hippler, R. Behavior of a porous particle in a radiofrequency plasma under pulsed argon ion beam bombardment. New J. Phys. 12, 033036 (2010).
- Richterová, I., Nĕmeček, Z., Beránek, M., Šafránková, J., Pavlů, J. Secondary emission from non-spherical dust grains with rough surfaces: Applications to lunar dust. Astrophys. J. 761 (2), 108 (2012).
- Ma, Q., Matthews, L. S., Land, V., Hyde, T. W. Charging of aggregate grains in astrophysical environments. Astrophys. J. 763 (2), 77 (2013).
- Dove, A., Horányi, M., Wang, X., Piquette, M., Poppe, A. R., Robertson, S. Experimental study of a photoelectron sheath. Phys. Plasmas. 19 (4), 043502 (2012).
- Zimmerman, M. I., et al. Grain-scale supercharging and breakdown on airless regoliths. J. Geophys. Res.-Planet. 121 (10), 2150-2165 (2016).
- Wang, X., Pilewskie, J., Hsu, H. -W., Horányi, M. Plasma potential in the sheaths of electron-emitting surfaces in space. Geophys. Res. Lett. 43 (12), 525-531 (2016).
