Nauka i badania Wiedza

Kolonizacja księżyca

Przyszli ludzcy odkrywcy na Księżycu mogą mieć 99 problemów, ale utrzymanie ciepła lub chłodu nie będzie jednym z nich. Zespół prowadzony przez naukowców planetarnych z UCLA odkrył zacienione miejsca w dołach na Księżycu, które zawsze oscylują wokół komfortowych 63 stopni Fahrenheita.

Doły i jaskinie, do których mogą prowadzić, mogłyby stanowić bezpieczniejsze, bardziej stabilne termicznie bazy dla eksploracji Księżyca i długoterminowego zamieszkiwania niż reszta powierzchni Księżyca, która w ciągu dnia nagrzewa się do 260 stopni, a w nocy spada do 280 stopni poniżej zera.

Doły zostały po raz pierwszy odkryte na Księżycu w 2009 roku i od tego czasu naukowcy zastanawiali się, czy prowadzą one do jaskiń, które mogłyby być zbadane lub wykorzystane jako schronienia. Około 16 z ponad 200 dołów to prawdopodobnie zawalone rury lawowe, powiedział Tyler Horvath, doktorant UCLA w dziedzinie nauk planetarnych, który kierował nowymi badaniami. Dwa z najbardziej widocznych dołów mają widoczne nawisy, które wyraźnie prowadzą do jakiejś jaskini lub pustki, a istnieją silne dowody, że nawis innego może również prowadzić do dużej jaskini.

Rury lawowe, również występujące na Ziemi, tworzą się, gdy stopiona lawa płynie pod polem schłodzonej lawy lub skorupa tworzy się nad rzeką lawy, pozostawiając długi, pusty tunel. Jeśli sufit zestalonej rury lawowej zawali się, otworzy się jama, która może prowadzić do reszty jaskiniopodobnej rury.

Horvath przetworzył obrazy z Diviner Lunar Radiometer Experiment – kamery termicznej i jednego z sześciu instrumentów na należącym do NASA Lunar Reconnaissance Orbiter – aby sprawdzić, czy temperatura wewnątrz dołów różni się od tej na powierzchni.

Skupiając się na w przybliżeniu cylindrycznym zagłębieniu o głębokości 100 metrów, o długości i szerokości boiska piłkarskiego w obszarze Księżyca znanym jako Mare Tranquillitatis, Horvath i jego koledzy użyli modelowania komputerowego do analizy właściwości termicznych skał i pyłu księżycowego oraz do określenia temperatury w zagłębieniu przez pewien okres czasu.

Wyniki, opublikowane niedawno w czasopiśmie Geophysical Research Letters, ujawniły, że temperatury w stale zacienionych częściach szybu zmieniają się tylko nieznacznie w ciągu księżycowego dnia, utrzymując się na poziomie około 63 stopni. Jeśli z dna szybu rozciąga się jaskinia, jak sugerują zdjęcia wykonane przez Lunar Reconnaissance Orbiter Camera, również ona miałaby tę stosunkowo komfortową temperaturę.

Zespół badawczy, w skład którego weszli również profesor nauk planetarnych UCLA David Paige oraz Paul Hayne z University of Colorado Boulder, uważa, że cieniujący nawis odpowiada za stałą temperaturę, ograniczając nagrzewanie się w ciągu dnia i zapobiegając wypromieniowywaniu ciepła w nocy. Tymczasem spieczona słońcem część dna szybu uderza w ciągu dnia w temperatury bliskie 300 stopni, około 40 stopni gorętsze niż powierzchnia Księżyca.

„Ponieważ dół Tranquillitatis znajduje się najbliżej księżycowego równika, oświetlona podłoga w południe jest prawdopodobnie najgorętszym miejscem na całym Księżycu” – powiedział Horvath.

Dzień na Księżycu trwa prawie 15 ziemskich dni, podczas których powierzchnia jest nieustannie bombardowana przez światło słoneczne i często jest wystarczająco gorąca, aby zagotować wodę. Niewyobrażalnie zimne noce również trwają około 15 dni ziemskich. Wynalezienie urządzeń grzewczych i chłodzących, które mogą pracować w takich warunkach i produkować wystarczającą ilość energii, aby zasilać je non stop, może okazać się barierą nie do pokonania dla eksploracji Księżyca lub zamieszkiwania na nim. Energia słoneczna – najpowszechniejsza forma wytwarzania energii w NASA – nie działa przecież w nocy. (NASA nie ma obecnie planów założenia bazy eksploracyjnej ani siedlisk na Księżycu).

Budowanie baz w zacienionych częściach tych dołów pozwala naukowcom skupić się na innych wyzwaniach, takich jak uprawa żywności, dostarczanie tlenu dla astronautów, gromadzenie zasobów do eksperymentów i rozbudowa bazy. Doły lub jaskinie oferowałyby również pewną ochronę przed promieniami kosmicznymi, promieniowaniem słonecznym i mikrometeorytami.

„Ludzie ewoluowali żyjąc w jaskiniach, a do jaskiń możemy powrócić, gdy zamieszkamy na Księżycu” – powiedział Paige, który kieruje księżycowym eksperymentem radiometrycznym Diviner.

Diviner mapuje Księżyc nieprzerwanie od 2009 roku, tworząc drugi największy planetarny zbiór danych NASA i zapewniając najbardziej szczegółowe i kompleksowe pomiary termiczne jakiegokolwiek obiektu w naszym układzie słonecznym, w tym Ziemi. Obecna praca zespołu nad księżycowymi dołami udoskonaliła dane z eksperymentu Diviner.

„Ponieważ nikt inny nie patrzył na tak małe rzeczy za pomocą Divinera, stwierdziliśmy, że ma on trochę podwójne widzenie, powodując, że wszystkie nasze mapy były nieco rozmyte” – powiedział Horvath. Zespół pracował nad wyrównaniem wielu zdjęć wykonanych przez instrument, aż udało się uzyskać dokładny odczyt termiczny do poziomu pojedynczego piksela. Proces ten pozwolił na uzyskanie znacznie wyższej rozdzielczości map powierzchni Księżyca.

Dane z wczesnych etapów tego projektu modelowania termicznego księżycowego dołu zostały wykorzystane do pomocy w opracowaniu systemu zarządzania termicznego łazika dla proponowanej przez NASA misji Moon Diver. Horvath i Hayne byli członkami zespołu naukowego tej misji, której celem jest zejście łazikiem do szybu Tranquillitatis, aby zbadać warstwy lawy widoczne w jego ścianach oraz zbadać istniejące jaskinie.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *