Mivel a NASA Artemis 1 küldetése ebben a hónapban elindul a Holdra, a Space.com áttekinti, mit tudunk a Holdról, és miért érdekel minket. Csatlakozzon különleges Hold-hétjelentésünkhöz az Artemis 1-ig történő visszaszámlálás során.
A jövőbeli Hold-küldetések lehetséges tudománya messze túlmutat a Holdon.
Egy új rádióteleszkóp a másik oldalon a Hold profitálhatna a NASA újdonságaiból Artemisz A holdkutatás korszaka – állítják tudósok, akik azt remélik, hogy egy nap egy ilyen távcsővel mélyebbre kutathatnak az univerzumban, mint akár az újonnan működőképes. James Webb űrteleszkóp tud.
Steven Kahn, a kaliforniai Stanford Egyetem fizikusa elmondta: „Az érv amellett, hogy rádióteleszkópot helyezzünk a Hold túlsó oldalára, az, hogy az alacsonyabb rádiófrekvenciákat vizsgáljuk meg, amelyeket egyébként erősen szennyeznek az emberi rádióadások a Földön. Space.com.
Összefüggő: Ahogy a NASA közeledik a Holdra való visszatéréshez az Artemis programmal, a holdkutatók izgalma eléri a lázat.
Kahn vezette a csillagászati és asztrofizikai kutatás elmúlt évtizedének egyik paneljét (Pathways to Discovery in Astronomy and Astrophysics for the 2020s), amely az űrből származó elektromágneses megfigyelésekre összpontosított. Javaslat egy holdtávcsőre ún TÚLSÓJack Burns, a Boulder-i Colorado Egyetem munkatársa által vezetett potenciális “szondaosztályú” küldetést nyújtottak be, amely 1-2 milliárd dollárba kerülne. Burns az 1980-as évek óta dolgozik egy holdi rádióteleszkóp tervén, de végül a FARSIDE-t nem választotta ki ajánlásra a tucatnyi kutatás.
Most azonban egy vadonatúj koncepció kiértékelése zajlik, a Lunar Crater Radio Telescope, amelyet Saptarshi Bandyopadhyay, a NASA kaliforniai Jet Propulsion Laboratory munkatársa vezet.
“Egy 350 méter átmérőjű rádióteleszkópot akarunk építeni egy 1,3 kilométer széles kráterben a Hold túlsó oldalán” – mondta Bandyopadhyay robottechnológus a Space.com-nak. (Ez egy 1150 láb széles csészealj lenne egy 0,8 mérföldes kráterben.)
Az eredeti terv egy még nagyobb, 1 km-es távcsővel készült, de ennek a műszernek a puszta mérete kivitelezhetetlennek bizonyult a Földről indítandó össztömeg miatt. Szerencsére “Amikor megnéztük a tudományt, rájöttünk, hogy a 350 méteres átmérő elegendő lenne ahhoz, hogy megadja nekünk azt a tudományt, amit szeretnénk” – mondta Bandyopadhyay.
Ez a tudomány magában foglalja a visszatekintést az időben egy távoli korszakba, amelyet a reionizáció korának neveznek. Röviddel azután, hogy a nagy durranás nem voltak csillagok és galaxisok, csak egy hatalmas semleges hidrogénköd. Ezt az időszakot más néven “Kozmikus sötét középkorVégül a hidrogén egyesülni kezdett, hogy csillagokat és galaxisokat képezzenek, megvilágítva az univerzumot és ionizálva a semleges hidrogént. Ezt a korai korszakot reméli látni a Holdkráter rádióteleszkópja.
Normális esetben a semleges hidrogén 21 centiméteres hullámhosszú rádióhullámokat bocsát ki, de a kozmikus tágulás a hidrogén által a középkorban kibocsátott rádióhullámok hullámhosszát rendkívül hosszú, több tíz méteres hullámhosszra is kiterjeszti.
Nehéz észlelni ezt a hosszú hullámú fényt a Földön, részben azért, mert a ionoszféra (légkörünk felső birodalma) visszaverheti az ilyen hullámhosszúságú fényt az űrbe, részben azért, mert a földi rádióinterferenciák eltakarhatják azt. Egy óriási rádióteleszkópot kell építenie a Hold túlsó oldalán, ahol nincs ionoszféra, és ahol maga a Hold is megvédheti a távcsövet a Földtől érkező interferencia ellen.
“A közelmúltban egy évtizedes asztrofizikai tanulmány arról beszélt, hogy meg kell érteni, milyen volt a középkor, és hogy az ilyen jellegű munka elvégzéséhez globális mérésre van szükség egyetlen vevőkészülékkel” – mondta Bandyopadhyay. – Pontosan ezt javasoljuk.
Bandyopadhyay terve az, hogy egy űrhajót küldjön egy megfelelő kráterhez a Hold túlsó oldalán. Az űrszonda a kráterben landolna, majd horgonyokkal több kábelt lőtt ki a kráter peremébe, ahol a horgonyok biztonságosan behatolnak a holdi regolitba. A kábelek ezután megfeszülnek, és létrehoztak egy keretet a dróthálós rádióantenna tartásához, amely origamihoz hasonlóan behajlik a leszállóba, és kinyílik, ha a kábeleket megfeszítik. A tányér felett egy erősáramú antennát helyeznének el, és egy felső űrszonda először jeladót adna a teleszkóp kalibrálásához, majd adat- és parancsközvetítőként működne, mivel a Föld nem látható a Hold túlsó oldaláról, elrejtve. a hold teste mögött van.
Legalábbis ez a terv. A Lunar Crater Radio Telescope jelenleg a NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) fejlesztési programjának II. fázisában van, amely során 500 000 dollár támogatást kapott a szükséges technológia kidolgozására. Ez azonban nagyon messze van attól a milliárd dolláros költségvetéstől, amelyre a távcsőküldetés sikeréhez szükség lenne.
Tetemes ára miatt a távcsőnek erős támogatásra lesz szüksége a tudományos közösségtől, hogy elnyerje az ajánlást a kutatás következő évtizedében.
“Amit most tennünk kell, az egy nagyon erős érv amellett, hogy ennek miért kell megtörténnie” – mondta Bandyopadhyay. “Tehát remélhetőleg, amikor eljön a kutatás következő évtizede, elegendő időt és energiát fektetünk ebbe, hogy ajánlják a küldetést.”
Azonban ugyanazok a problémák, amelyek a FARSIDE ellen hatottak, a Hold-kráter rádióteleszkópja ellen is hathatnak, különösen, hogy bár fontos tudományt végez, egyúttal túlságosan is rés, mondta Kahn.
„Tekintettel a korlátozott fókuszra, nehéz lesz ezt rangsorolni, és az első helyre kerülni [in the next decadal survey in 2030],” ő mondta.
Lehet azonban egy másik lehetőség is, javasolta Kahn (aki nem vesz részt közvetlenül a projektben), mivel ez összhangban van a NASA azon vágyával, hogy több holdkutatást végezzen. “Programozási okai vannak annak, hogy gyakrabban akarunk a Holdra repülni, ezért reméljük, hogy megpróbáljuk ezt kihasználni” – mondta.
Ezt a megközelítést a NASA is megtestesíti Kereskedelmi Hold-terhelési szolgáltatások (CLPS), amely több mint 50 kisebb tudományos rakományt szállít a Holdra magánvállalkozók által a következő három évben. Három ilyen terhelés 2025-ben költözik a 194 mérföld széles (312 km) Schrödinger-kráterbe, a Hold túlsó oldalán, a Hold déli pólusához közeli becsapódási medencébe, a massachusettsi székhelyű Draper űrvállalat által épített holdraszállón 2025-ben.
“Tudományos szempontból a Hold túlsó oldala az egyik legfontosabb hely, ahonnan információt szeretnénk szerezni” – mondta a Space.com-nak Debra Needham, a NASA Huntsville-i Marshall Űrrepülési Központjának bolygókutatója.
A Schrödinger érdekes célpont, és a Hold második legfiatalabb becsapódási medencéjének tartják. A három töltet, a Farside Seismic Suite (FSS), a Lunar Interior Temperature and Materials Suite (LITMS) és a Lunar Surface ElectroMagnetics Experiment (LuSEE) a kráter kialakulása és mérete, valamint a belseje közötti összefüggést vizsgálja majd. a Hold szerkezete.
“A Schrödingert létrehozó becsapódás olyan nagy volt, hogy úgy gondoljuk, hogy áthatolt a hold felső kérgén és a köpenyben” – mondta Needham. “Ennek feltárása nagyon fontos lesz ahhoz, hogy megértsük a Hold kémiai összetételét, hogy miből áll a hold kívül és belül, és ez hogyan segít megérteni, hogyan keletkezett és hogyan hűlt le a legforróbb, legkorábbi napoktól kezdve vulkanikusan aktív volt, és sokkal dinamikusabb hely, mint ma.”
Például a szeizmométerek a következőket figyelik: holdrengések meteorit becsapódások vagy a Hold belsejét érő feszültség, amelyet a Földről érkező gravitációs árapály okoz. Miközben a szeizmikus rezgések visszaverődnek a hold belsejéről, az FSS által észlelt jel elmondhatja a tudósoknak a hold belsejének szerkezetét, összetételét és sűrűségét.
Eközben a LITMS-kísérlet egy hőáramlási szondával van felvértezve, amely lehetővé teszi a hold belső hőmérsékletének mérését, hogy további részleteket tudjon meg a hold belsejéről.
“A hőszondával az Apollo idején végzett méréseket a Hold egy névtelenül forró régiójában végezték” – mondta Needham. “Van egy kémiai anomália a közeli oldalon, amely hőt bocsát ki, ezért a LITMS lesz az első alkalom, hogy ezen a területen kívül mérünk.”
A legújabb kísérlet, a LuSEE, a Hold exoszférájában lévő port vizsgálja, azt a vékony gáz- és porréteget, amely a felszínhez közel tapad, és mikrometeorit-becsapódások és elektrosztatikus erők porlasztották ki a talajból.
Ez a kis robotkísérletekből álló trió együttesen kikövezheti az utat a másik oldal további felfedezéséhez. Az ilyen feltárás a nyomában járna (vagy keréknyomok kellenek?) Yutu 2 rablóez volt az első űrszonda, amely leszálláskor a másik oldalon landolt január 3. 2019a Von Kármán nevű kráterben.
A NASA Artemis 1 küldetése a Holdra hétfőn (augusztus 29-én) indul, egy kétórás ablaknyíláskor, délelőtt 8:33-kor (EDT (1233 GMT). tudsz nézd élőben az indulásról szóló tudósítást a NASA jóvoltából, és kövesse Élő frissítések a Space.com webhelyről a küldetésen.
Kövesse Keith Coopert a Twitteren: @21stCenturySETI. Kövess minket Twitteren @Spacedotcom és tovább Facebook.