NASA przygotowuje się do wysłania ludzi z powrotem na Księżyc. Źródło zdjęcia: Pat Rawlings / SAIC. Kliknij, aby powiększyć.
Następnym razem, gdy spojrzysz na Księżyc, zatrzymaj się na chwilę i pozwól, by ta myśl zapadła w pamięć: ludzie faktycznie chodzili po Księżycu, a teraz koła są w ruchu, aby ponownie wysłać tam ludzi.
Cele tym razem są bardziej ambitne niż w czasach programu Apollo. Nowa wizja NASA dotycząca eksploracji kosmosu określa długoterminową strategię powrotu na Księżyc jako krok w kierunku Marsa i nie tylko. Księżyc, tak blisko i dostępny, jest doskonałym miejscem do wypróbowania nowych technologii niezbędnych do życia na obcych światach przed wyruszeniem w podróż przez Układ Słoneczny.
To, czy baza księżycowa okaże się wykonalna, zależy w dużej mierze od kwestii wody. Koloniści potrzebują wody do picia. Potrzebują wody do uprawy roślin. Mogą również rozbijać wodę, aby wytworzyć powietrze (tlen) i paliwo rakietowe (tlen + wodór). Ponadto woda jest zaskakująco skuteczna w blokowaniu promieniowania kosmicznego. Otoczenie podstawy kilkumetrową wodą pomogłoby chronić odkrywców przed rozbłyskami słonecznymi i promieniami kosmicznymi.
Problem polega na tym, że woda jest gęsta i ciężka. Transport dużych ilości z Ziemi na Księżyc byłby kosztowny. Osadzenie Księżyca byłoby o wiele łatwiejsze, gdyby woda już tam była.
Jest to możliwe: astronomowie uważają, że komety i asteroidy uderzające w Księżyc eony temu pozostawiły po sobie trochę wody. (Ziemia mogła otrzymać wodę w ten sam sposób.) Woda na Księżycu nie trwa długo. Paruje w świetle słonecznym i odpływa w kosmos. Tylko w cieniach głębokich zimnych kraterów można się spodziewać znalezienia, zamrożonego i ukrytego. I rzeczywiście w takich miejscach mogą znajdować się osady lodu. W latach dziewięćdziesiątych dwa statki kosmiczne, Lunar Prospector i Clementine, odkryły kuszące ślady lodu w cienistych kraterach w pobliżu biegunów Księżyca - być może nawet na kilometr sześcienny. Dane nie były jednak rozstrzygające.
Aby dowiedzieć się, czy naprawdę istnieje lód księżycowy, NASA planuje wysłać robota-zwiadowcę. Lunar Reconnaissance Orbiter, w skrócie „LRO”, ma wystartować w 2008 roku i krążyć wokół Księżyca przez rok lub dłużej. Niosąc sześć różnych instrumentów naukowych, LRO zmapuje środowisko księżycowe bardziej szczegółowo niż kiedykolwiek wcześniej.
„To pierwszy z serii misji” - mówi Gordon Chin, naukowiec projektu dla LRO w NASA Goddard Space Flight Center. „Więcej robotów pojawi się mniej więcej raz w roku, co doprowadzi do lotu załogowego” nie później niż w 2020 r.
Instrumenty LRO zrobią wiele rzeczy: będą szczegółowo mapować i fotografować Księżyc, próbkować jego środowisko promieniowania, a także polować na wodę.
Na przykład projekt Lyman-Alpha Mapping (LAMP) statku kosmicznego spróbuje zajrzeć w ciemność trwale zacienionych kraterów na biegunach Księżyca, szukając śladów ukrywania się lodu.
Jak LAMP może widzieć w ciemności? Szukając słabego blasku odbitego światła gwiazd.
LAMP wyczuwa specjalny zakres długości fal światła ultrafioletowego. W tym zakresie światło gwiazd jest nie tylko stosunkowo jasne, ale również gazowy wodór, który przenika wszechświat, promieniuje również w tym zakresie. Dla czujnika LAMP, sama przestrzeń dosłownie płonie we wszystkich kierunkach. To oświetlenie otoczenia może wystarczyć, aby zobaczyć, co kryje się w atramentowej czerni tych kraterów.
„Co więcej, lód wodny ma charakterystyczny widmowy„ odcisk palca ”w tym samym zakresie światła ultrafioletowego, więc otrzymamy spektralny dowód na to, czy lód znajduje się w tych kraterach”, wyjaśnia Alan Stern, naukowiec z Southwest Research Institute i dyrektor badacz LAMP.
Statek kosmiczny jest również wyposażony w laser, który może świecić pulsami światła w ciemne kratery. Głównym celem przyrządu, zwanym Wysokościomierzem Laserowym Księżyca (LOLA), jest stworzenie bardzo dokładnej mapy konturowej całego Księżyca. Jako bonus mierzy również jasność każdego odbicia laserowego. Jeśli gleba zawiera kryształy lodu, zaledwie 4%, powracający puls byłby zauważalnie jaśniejszy.
Sam LOLA nie może udowodnić, że lód tam jest. „Każdy rodzaj kryształów odbijających światło może wytwarzać jaśniejsze impulsy”, wyjaśnia David Smith, główny badacz LOLA w NASA Goddard Space Flight Center. „Ale jeśli widzimy jaśniejsze impulsy tylko w tych stałych cieniach, mocno podejrzewalibyśmy lód”.
Jeden z instrumentów LRO, o nazwie Diviner, odwzoruje temperaturę powierzchni Księżyca. Naukowcy mogą wykorzystać te pomiary do wyszukiwania miejsc, w których mógłby istnieć lód. Nawet w stałych cieniach kraterów polarnych temperatury muszą być bardzo niskie, aby lód był odporny na parowanie. W ten sposób Diviner zapewni „kontrolę rzeczywistości” dla innych wrażliwych na lód instrumentów LRO, identyfikując obszary, w których pozytywne oznaki lodu nie miałyby żadnego sensu, ponieważ temperatura jest po prostu zbyt wysoka.
Kolejna kontrola rzeczywistości będzie pochodzić z LRO's Lunar Exploration Neutron Detector (LEND), który zlicza rozpylanie neutronów z powierzchni Księżyca. Dlaczego Księżyc emituje neutrony? A co to ma wspólnego z wodą? Księżyc jest nieustannie bombardowany promieniami kosmicznymi, które wytwarzają neutrony, gdy uderzą w ziemię. Związki zawierające wodór, takie jak H2O, absorbują neutrony, więc spadek promieniowania neutronowego może oznaczać oazę… w pewnym sensie. LEND jest rozwijany przez Igora Mitrofanova z Institute for Space Research, Federalnej Agencji Kosmicznej, Moskwa.
„Istnieje silna synergia między różnymi instrumentami w LRO”, zauważa Chin. „Żaden z tych instrumentów sam w sobie nie może dostarczyć ostatecznych dowodów lodu na Księżycu, ale jeśli wszystkie wskazują na lód w tym samym obszarze, byłoby to przekonujące”.
Chin wskazuje również na inny powód, dla którego znalezienie lodu w pobliżu biegunów Księżyca byłoby ekscytujące:
Niedaleko niektórych trwale ocienionych kraterów znajdują się górzyste regiony w stałym świetle słonecznym, znane romantycznie jako „szczyty wiecznego słońca”. Można sobie wyobrazić, że na jednym z tych szczytów można umieścić bazę księżycową, zapewniając astronautom stałą energię słoneczną - niedaleko od kraterowych dolin poniżej, bogatych w lód i gotowych do wydobycia.
Pobożne życzenie? Czy rozsądny plan? Lunar Reconnaissance Orbiter przekaże odpowiedź.
Oryginalne źródło: [chroniony e-mailem] Historia
