Summary
Tre experiment med exponering för termisk plasma med beam elektroner, beam elektronerna bara eller ultraviolett (UV) strålning endast visar damm laddning och mobilisering. Dessa experiment presentera Avancerad förståelse av elektrostatiska damm transport och dess roll i utformningen av ytorna på airless planetariska kroppar.
Abstract
Elektrostatiska damm transport har varit hypoteser för att förklara ett antal observationer av ovanliga planetariska fenomen. Det framgår här, med tre nyligen utvecklat experiment som damm partiklar är utsatta för termisk plasma med beam elektroner, beam elektronerna bara eller ultraviolett (UV) strålning bara. UV ljuskällan har en smal bandbredd i våglängd centrerad på 172 nm. Beam elektronerna med energi av 120 eV skapas med en negativt vinklad varma glödtråden. När vakuumkammare är fylld med argongas, skapas en termisk plasma förutom elektronstrålen. Isolerande dammpartiklar av några tiotals mikrometer i diameter används i experiment. Dammpartiklar registreras för att vara lofted till en höjd upp till några centimeter med en lansering hastighet upp till 1 m/s. Dessa experiment visar att foto och/eller sekundär elektron utsläpp från en dammig yta förändras laddningen mekanismen av dammpartiklar. Enligt den nyligen utvecklade ”lappat kostnad modell”, utsända elektronerna kan åter absorberas inuti microcavities mellan angränsande dammpartiklar under ytan, orsakar ansamling av förbättrad negativa laddningar på omgivande damm partiklar. Repulsiva krafterna mellan dessa laddade negativt partiklar kan vara tillräckligt stor för att mobilisera och lyfta dem från ytan. Dessa experiment presentera Avancerad förståelse av damm laddning och transport på dammiga ytor, och lade en grund för framtida undersökningar av dess roll i ytan utvecklingen av airless planetariska kroppar.
Introduction
Airless planetariska kroppar, såsom månen och asteroider, är täckta med fina dammpartiklar som kallas regolithen. Dessa airless organ, till skillnad från jorden, är direkt utsatta för solvinden plasma och solens ultravioletta (UV) strålning, orsakar regolithen damm att debiteras. Dessa laddade dammpartiklar kan därför mobiliserade, lofted, transporteras, eller ens utkastade och förlorade från ytan på grund av elektrostatiska krafter. Först föreslog bevis för elektrostatisk processen var den så kallade ”lunar Horisont glow”, en distinkt glöd över västra horisonten observerades strax efter solnedgången av Surveyor 5, 6 och 7 rymdfarkoster fem decennier sedan (figur 1a)1, 2,3. Det har varit hypotes om att denna glöd orsakades av solljus utspridda utanför från elektrostatiskt loftade dammpartiklar (5 μm radius) till en höjd < 1 m ovanför ytan nära den lunar terminator1,2,3. Elektrostatiskt släppt findamm föreslogs också för att ansvara för de ray-liknande serpentiner att nå en hög höjd som rapporterats av Apollo astronauter4,5.
Ända sedan dessa Apollo observationer, ett antal observationer över andra airless kroppar var också kopplade till mekanismerna för elektrostatisk damm mobilisering eller lofting, ringar såsom radiella ekrarna i Saturnen6,7, 8, damm dammar på asteroiden Eros (figur 1b)9 och komet 67 P10, de porösa ytorna anges från main-bälte asteroid spectra11, ovanligt släta yta Saturnus isiga måne Atlas12, och regolithen vid lunar virvlar13. Dessutom kan nedbrytningen av den laser reflexanordningar på månens yta orsakas också av ansamling av elektrostatiskt loftade damm14.
Laboratoriestudier har motiverats till stor del av dessa ovanliga utrymme observationer för att förstå de fysikaliska processerna damm laddning och transportera. Dammet mobilisering har observerats i olika plasma villkor, där dammpartiklar är kasta bort från ett glas sfär surface15,16, leviterat i plasma slidor17, och registreras för att flytta på både dirigering och isolerande ytor18,19,20,21. Hur dammpartiklar få tillräckligt stora avgifter ska lofted eller mobiliserade förblev dock dåligt förstådd. Mätningar av tilläggen på enskilda dammpartiklar på en slät yta22 och genomsnittliga laddningstätheten på en dammig yta23 nedsänkt i plasma visar att avgifterna är alltför liten för dammpartiklar lofted eller mobiliseras.
I tidigare teorier16,24,25ansågs laddningen bara inträffa på översta ytskiktet som är direkt utsatt för UV eller plasma. Avgifter anses ofta vara jämnt fördelat över hela dammigt ytan, dvs., varje enskild damma avpartikeln förvärvar samma mängd laddning, beskrivs i så kallade ”delad kostnad modell”16. Avgifterna beräknas från denna modell är dock mycket mindre än gravitationskraften ensam. En avgift fluktuation teori som står för stokastiska processen för flödena av elektroner och joner till ytan16,24 visar en temporal förbättring i den elektrostatiska kraften, men det är fortfarande små i jämförelse med den gravitationskraften.
I detta papper demonstreras elektrostatiska damm lofting och mobilisering med tre nyligen utvecklat experiment26, som är viktiga för att förstå damm transport på regolithen av airless planetariska kroppar. Dessa experiment utförs i villkoren för termisk plasma med beam elektroner, beam elektronerna bara eller UV-strålning bara. Dessa experiment påvisa giltigheten av den nyligen utvecklade ”lappat kostnad modell”26,27, i vilken microcavities bildas mellan angränsande dammpartiklar under ytan kan åter absorbera den utsända foton och/eller sekundära elektroner, genererar stora negativa avgifter på ytbehandlar av de närliggande dammpartiklar. Repulsiva krafterna mellan dessa negativa laddningar kan bli tillräckligt stor för att mobilisera eller lyft av dammpartiklar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. vakuumkammare setup
- Placera en isolerande gummi (0.2 cm tjocka, 5 cm i diameter) med ett centralt hål 1,9 cm i diameter på en isolerande platta (2 cm tjock och 20 cm i diameter) (figur 2a, b). Ladda isolerande, oregelbundet formade dammpartiklar (mellan 10 och 50 µm i diameter) i hålet.
- Placera isolerande plattan på en metallplatta som står mitt i en vakuumkammare. Elektriskt isolera metallplattan från kammaren med keramiska distanser.
- Slå på vakuumpumparna (en turbo pump backas upp av en mekanisk grovbearbetning pump) att nå bastrycket av ~ 10-6 Torr. De demonstrerande experimenten utförs i en cylindrisk rostfria vakuumkammare, 50 cm i diameter och 28 cm lång (figur 2 c).
- Spela in damm rörelsen och lofting med en videokamera på en vanlig hastighet av 30 bildrutor/s (fps) eller en höghastighetsanslutning (> 2000 fps) kamera. Använder en lysdiod med maximal belysning motsvarar > 500W incandesce ljus att producera tillräckligt med ljus på dammpartiklar för god kvalitet videoinspelning.
Obs: Med hjälp av gummit är på grund av sin mörka färg som minimerar den lätta eftertanke till kameran. Ljusa dammpartiklar kan användas för bättre fotografering på grund av kontrasten till den mörka gummiytan. Tjock isolerande plattan används för att eliminera effekten av det elektriska fältet mellan ytan av isolerande plattan och metallplattan på damm laddning och mobilisering. I denna demonstration, fördärvar Simulator (JSC-Mars-1, siktas till genomsnittlig diameter 38-48 μm, samlas täthet av 1,9 g cm-3 och stora sammansättningen SiO2 28) användes, som liknar det allmänna regolithen dammet airless organ i inre solsystemet. Olika andra typer av isolerande dammpartiklar testades också, såsom lunar Simulator (JSC-1), lunar Simulator highland (LHT) och ren kiseldamm.
2. exponering för termisk plasma med beam elektroner
- Bifoga en torium glödtråden (0,1 mm tjock och ~ 3 cm lång) till en elektrod genomföring och installera det på toppen av kammaren. Sedan pumpa kammaren ner till bastrycket.
- Fyll vakuumkammare med argongas för påtryckningar från ~ 0,5 mTorr.
- Slå på nätaggregat och ange den bias spänningen -120 V till glödtråden.
- Öka spänningen värme till uppvärmning nuvarande ~ 2A tills nuvarande utsläpp når ett önskat värde (några mA). Energisk elektroner med energi av 120 eV avges från glödtråden.
Obs: Dessa beam-liknande primära elektroner påverka neutrala argon atomer, vilket får dem att vara joniserat och skapa en plasma med en elektron temperatur cirka 2 eV. En stor del av primärbalk elektronerna når direkt den dammiga yta utan kollisioner med neutrala atomer. Dammpartiklar utsätts därför för både termisk plasma och beam elektronerna. - Visa rollen av energiska beam elektroner i damm transport genom använda en alternativ åtgärd för att skapa en termisk plasma ovanför dammpartiklar.
- Slå på en alternativ glödtråden längst ned i kammaren med den bias spänningen -40 V och utsläpp nuvarande upp till 400 mA (figur 2a). De primära elektroner avges från glödtråden kommer att stoppas av metallplattan nedanför förolämpande plattan som dammpartiklar vila (figur 2a, b).
- Variera utsläppen nuvarande ändra det elektriska fältet ovanför ytan. Högre ström skapar högre plasma densitet, tunnare slida och därmed större elektriskt fält.
3. exponering för helljus elektroner endast
- Setup experimentet som beskrivs i ovanstående experimentet med topp glödtråden.
- Slå på översta glödtråden under den bastrycket 10-6 Torr (dvs., ingen argongas matas i kammaren). Ingen plasma skapas medan endast 120 eV beam elektroner avges från den glödtråden bombardera dammpartiklar.
- Fungera glödtråden i två olika lägen.
- Ange den bias spänningen till -120 V, sedan öka värme spänningen tills nuvarande utsläpp når några mA.
- Öka spänningen värme för att nå en önskad värme nuvarande ~ 2 A, sedan öka den bias spänningen från 0 V gradvis till -120 V att avge elektroner med en utsläpp ström av några mA.
4. exponering för UV-strålning bara
- Ersätta topp glödtråden med en UV-lampa (figur 2b) och pumpen ner kammaren till bastrycket. Använd en excimer Osram xenonlampa, som avger UV-ljuset av 172 nm våglängd. Motsvarande fotonenergin är 7,2 eV, större än funktionen arbete av damm yta (~ 5,5 eV) för att avge photoelectrons.
Obs: Kortare våglängd UV som utstrålar högre energi fotoner förväntas skapa fler debiteringar på dammpartiklar och därför mer mobilisering, baserat på lappat kostnad modell26,27. - Slå på UV-lampan att utstråla dammpartiklar. I demonstrationen, photon irradiansen är 40 mW/cm-2 vid UV källan och ~ 16 mW/cm-2 på dammiga ytan.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
En uppsättning experiment utfördes med den övre eller nedre filament. Med den översta glödtråd setup, den hoppande för dammpartiklar spelades (figur 3a). Däremot förblev dammpartiklar i vila när du använder botten glödtråden. Det har beräknats att det vertikala elektriska fältet på ytan var ungefär samma (16 V/cm) i båda experiment enligt villkoren i protokoll steg 226. Dessa resultat indikerar att den elektrostatiska kraften på grund av det slida elektriska fältet inte är tillräckligt stor för att mobilisera dammpartiklar. Den enda skillnaden mellan dessa två experiment är närvaro (med topp glödtråden) eller frånvaro (med botten glödtråden) av beam elektroner bombardera ytan.
Spänningar mellan damm och utanför gummi ytor mäts av Wang et al. 26 har visat att sekundära elektroner genererades på grund av beskjutningen av energiska beam elektronerna medan minimerat i plasma där elektronerna är thermalized. Viktigare, har dessa potentiella mätningar visat att sekundära elektron utsläpp reducerades till stor del på den dammiga yta, jämföra som den fasta ytan26. Detta beror sannolikt på den ytjämnhet som åter kan absorbera de avgivna elektroner20,29,30,31,32,33.
Som beskrivs i protokollet 3.3.1, skapas sekundära elektroner när 120 eV beam elektroner avges från glödtråden räckhåll ytan, orsakar ytan potential till att bli mer positiv än -120 V. I det här fallet var dammpartiklar mobiliserade och lofted från ytan (figur 3b). 3.3.2 spelades ingen damm rörelse. Det har beräknats att ytan potentiella helt enkelt följer den glödtråden bias spänningen för att bli-120 V26. Detta beror på att glödtråden spänningen börjar mycket små, dvs., motsvarande beam elektronen energi är mycket låg och den sekundära electron avkastningen är nästan noll så ytan potential motsvarar energin i beam elektronerna (i eV) för att stoppa dem att upprätthålla en noll-net ström på tillståndet jämvikt. Ökningen av glödtrådens spänning är gradvis, jämfört med plasma svaret, så att den spänning tillväxten är för liten för att skapa några sekundära elektroner. Därför följer ytan potentiella glödtråden spänningen, orsakar beam elektronerna att stoppas från att nå ytan och därför undertrycka sekundär elektron utsläpp. Återigen, detta experiment visar att generationen av sekundära elektroner avsevärt bidrar till damm laddning och transport processen.
Dammet hopping spelades under 172 nm UV-strålningen (figur 3 c). En fotoelektronen slida skapas ovanför ytan, där det elektriska fältet är mycket liten ~ 0,5 V/cm34. Den elektrostatiska kraften på grund av det slida elektriska fältet är därför försumbar. Som framgår av Schwan et al. 27, loftade dammpartiklar under UV-strålning bär stora negativa laddningar. Detta resultat motsäger den förväntade positiv laddningen på grund av photoemission tag är överens med ”lappat kostnad modellen” beskrivs nedan.
Lång exponering av dammpartiklar under UV-strålningen utfördes också. Figur 4 visar förändringarna i ytan morfologi som funktion av tiden. Ytan blir slätare och så småningom planar ut, erbjuder en effektiv process för damm dammarna bildas på asteroiden Eros (figur 1b), till exempel.
De tre experiment visat ovan som damm lofting uppstår när foto och/eller sekundära elektroner avges från en dammig yta, och dessa avgivna elektroner kan åter absorberas inom ytan på grund av dess strävhet. Den ”lappat kostnad modell” utvecklat av Wang et al. 26 var baserat på dessa två fynd och granskas kortfattat nedan.
Som visas i figur 5, tvärtemot en smidig fast yta, bildas microcavities mellan dammpartiklar under en regolithen yta. De övre ytorna (blå fläckar) debiteras av photoionization på grund av UV-strålning och/eller plasma elektroner och joner. Det finns små öppningar mellan dammpartiklar på ovansidan. Några av de UV fotoner, eller elektroner och joner kan tränga igenom dessa små öppningar på dammpartiklar nedanför den övre ytan, skapar photoelectrons och/eller sekundära elektroner. Många av dessa avgivna elektroner undgår inte och åter absorberas inuti de microcavity och insättning negativa laddningar på ytor av omgivande partiklarna (röda fläckar).
Avgiften på blå ytan fläckar är Qb 
Eb, där Eb är det slida elektriska fältet ovanför dammiga ytan. De röda fläckar debiteras till Qr Er, där Er är det elektriska fältet inuti microcavity. Eb 1 / λDe, där λDe är Debye längden medan Er 1/r, där är är enskilda damm partikel radien, ungefär liknande karakteristiska storleken på microcavity. På grund av λDe >> r, Er >> Eb och därför Qr >> Qb. Den i hög grad förbättrade negativ laddning Qr kan skapa en stor tillräckligt repulsiv kraft mellan två negativt laddade partiklar, som matar ut dem från ytan. Stor kostnad insättningar (storleksordningen 0,5 μC/m2) i en dammig yta re absorption av photoelectrons är också observerats i en dator simulering35.
Figur 1. Foton av två exempel på de ovanliga ytan fenomen relaterade till elektrostatiska damm transport. (a) lunar Horisont glöd av Surveyor 7 rymdfarkoster3 (NASA foto). (b) fina dammavlagringar i en krater, den så kallade ”damm damm” på Asteroiden 433 Eros tagit med NEAR-skomakare rymdfarkoster9. Pilar och cirkeln anger redan existerande toporgraphies. Square belyser en liten isolerad damm damm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2. Experimentell utrustning och installation. (a) Schematisk bild av den experimentella setup för damm exponering för en termisk plasma med beam elektroner, beam elektronerna bara eller UV strålning endast26. (b) bilden visar inställningarna för UV experimentet inuti kammaren och (c) bilden av vakuumkammare. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3. Bilder av trajectoriesen av loftade damm26. Exponering för a plasma med 120 eV balk elektroner, (b) 120 eV beam elektroner och (c) UV-strålning, respektive. En blå ruta i (a) höjdpunkter trajectoriesen av loftade dammpartiklar. En blå ruta i (c) belyser banan för en loftade damm partikel med en inzoomad vy. Loftade dammpartiklar inkluderar aggregat så stor som 140 m i diameter förutom enskilda partiklar (38-45 m i diameter). Denna siffra har ändrats från papper av Wang et al. 26. vänligen klicka här för att visa en större version av denna siffra.
Figur 4. Tidsinställd ytan förändringen på grund av den damm moblization under UV-strålningen. UV våglängden är 172 nm med photon irradiansen 16 mW/cm2 med dammiga ytan. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5. Lappat kostnad modell26. En microcavity visas i mitten bildas av närliggande dammpartiklar (grå cirklar). Den blå ytan fläckar utsätts för fotoner och elektroner och joner. De debiteras till Qb och simultant avger foto och/eller sekundära elektroner. En bråkdel av dessa avgivna elektroner åter absorberas inuti microcavity och samlas på den röda ytan fläckar av omgivande dammpartiklar, laddar dem negativt till Qr. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Decennier återstod problemet med elektrostatisk damm transport på regolithen airless organ en öppen fråga hur regolithen dammpartiklar få tillräckligt stora avgifter att bli mobiliserade eller lofted. Senaste laboratoriet studier26,27 har fundamentalt Avancerad förståelse av problemet.
Här är det påvisade tre nyligen utvecklade experiment för att Visa damm laddning och mobilisering i termisk plasma med beam elektroner, beam elektronerna bara eller UV-strålning bara. Nyckelelement i dessa experiment är att skapa sekundära elektroner eller photoelectrons att avges från dammiga ytor. Som visas i den tidigare arbete26, är det troligt att dessa avgivna elektroner kan resultera i i hög grad förbättrade negativa laddningar på dammpartiklar på grund av deras re absorption inuti microcavities under den dammiga yta. Förfarandet beskrivs med den nyligen utvecklat och framgångsrikt verifierade ”lappat kostnad modell” 26,27.
I protokollet steg 1 och 2, dammpartiklar behöver utsättas direkt för helljus elektroner med energier över 100 eV att skapa sekundära elektroner effektivt36. Bias spänningen till glödtråden bör fastställas först och sedan öka värme spänningen tills önskad utsläpp nuvarande nås, som beskrivs i protokollet 3.3.1. Om dammpartiklar inte flyttas eller lofted, kan det indikera damm ytan potentiella följer beam energin att bli så negativ att skapandet av sekundära elektroner dämpas. Detta kan orsakas av ett fel operation på inställning glödtråden spänningar, som beskrivs i protokollet 3.3.2.
I protokollet steg 3, våglängden av UV-lampan bör vara 170 nm eller kortare så att energierna av UV fotoner är betydligt större än funktionen arbete av damm yta för att släppa ut photoelectrons effektivt. Dammet mobilisering beror till stor del på de sammanhållande krafterna mellan dammpartiklar, som kan variera med olika sammansättningar. Fördärvar simulatorn visade sig vara det lättaste att flytta.
Dessa försök visar att dammpartiklar (tiotals mikrometer i diameter) kan hoppa upp till ett par centimeter hög. Denna höjd är motsvarigheten till tiotals centimeter på månen yta, liknande till höjden av den lunar Horisont glöden. Det är inte klart om glöden orsakas av ballistiska hopping eller levitation av dammpartiklar. Dessa experiment tyder på att den tidigare är en troligare mekanism. Det visades att elektrostatiska damm mobilisering kan leda till bildandet av släta ytor, som kan vara relevanta för damm dammarna bildas på asteroiden Eros9 och komet 67 P10, och Saturnus isiga måne Atlas12mycket släta yta.
Sammanfattningsvis visar dessa experiment att elektrostatiska damm transport förväntas spela en betydande roll i utformningen av ytorna på airless planetariska kroppar och kan vara ansvarig för ett antal ovanliga ytan fenomen. Metoderna här öppnas en dörr för mer avancerade studier inklusive både laboratorium experiment och modellering i framtiden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har något att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete var stöd av NASA/SSERVIS Institutet för modellering Plasma, atmosfärer och kosmiskt stoft (IMPACT) och NASA solvärmesystem fungerar programmet (bevilja 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).
