فضانوردان آپولو ماه را گرم کردند!!

مطالعات جدید رمز و راز قدیمی عجیب و غریب سایت‌های فرود آپولو را روشن می‌سازد.

زمین نیمه روشن، که در خط دید آپولو 17 به تصویر کشیده شده است.

یافته‌های جدید ممکن است یک رمز و راز قدیمی را حل کند: چه چیزی باعث هدایت گرمای غیرمستقیم از ابزارهایی شد که فضانوردان آپولو بر روی ماه جا گذاشته بودند؟

در سال‌های 1971 و 1972، در طول مأموریت‌های آپولو 15 و 17، ماهنوردهای آپولو بسته‌های آزمایشی ALSEP که شامل مجموعه‌ای از مانیتورهای تست گرما (HFE) بودند، در سطح ماه مستقر کردند. بسته‌های ALSEP، برای بررسی سرعت از دست دادن گرمای سطحی ماه در طول مدت زمان طولانی طراحی شده بودند و توسط یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایوتوپ پلوتونیوم (RTG) قدرت می‌گرفتند.

فضانوردان مانیتورهای HFE را به عمق چند متری سطح ماه منتقل کردند تا چرخه روز / شب ماه به آنها آسیبی نرساند. دانشمندان ماه‌شناس از این داده‌ها برای اندازه‌گیری جریان گرما از هسته ماه به سطح آن، به امید مشخص کردن فعالیت زمین‌شناسی در ماه طرح‌ریزی کرده بودند.

محققان در کمال تعجب متوجه شدند که درجه حرارت رگولیت به تدریج در هر دو محل آپولو 15 و آپولو 17 افزایش می‌یابد ( 1.8 تا 3.6 درجه فارنهایت (1 تا 2 درجه سانتیگراد). گرم شدن تا زمانی ادامه ‌یافت که سنسورها در سال 1977 خاموش نشده بودند. گرادیان حرارتی هر دو محل به همان میزان کاهش پیدا کرد و گرمای بیشتر در عمق کم بیشتر از عمق زیاد بود. سنسورهای HFE در ماه به اندازه کافی از RTG ALSEP دورتر قرار گرفته بودند که حرارت رادیواکتیو اثری بر روی آنها نمی‌گذاشت – پس چه چیزی باعث گرم شدن خاک می‌شد؟

یک تفاوتی که این دو ماموریت داشتند، محل قرار دادن سنسورها بود: فضانوردان آپولو 15 دچار مشکل حفاری در خاک ماه شده بودند و قادر به رسیدن به هدف 2.5 متری برای نسب حسگر HFE نبودند. فضانوردان آپولو 17 با یک مکانیزم حفاری پیشرفته، قادر به قرار دادن سنسور در عمق بیشتر بودند. در واقع، داده‌های سنسورهای آپولو 15 تا زمانی که با سنسورهای آپولو 17 در سال بعد مقایسه نشدند، معتبر در نظر گرفته نشد. فضانوردان چندین سنسور مختلف را در عمق‌های مختلف در هر دو سایت آپولو 15 و 17 نصب کردند.

ناسا

به طرز قابل توجهی، سنسورهای با عمق کم، گرمای غیرمعمولی را نشان می‌دادند ـ درست همان چیزی که انتظار می‌رفت اگر مکانیزم گرمایی از سطح به جای هسته تامین شده باشد.

سایت ALSEP آپولو 15، با جعبه قدرت HFE در پیش زمینه را مشاهده می‌کنید. سیم‌کشی به سنسورها را می‌توانید در  پایین سمت راست مشاهده کنید. سایه پیش زمینه متعلق به فضانورد دیوید اسکات است.

در حال حاضر، یک مطالعه جدید منتشر شده در مجله ژئوفیزیک ایالات متحده ژئوفیزیک آمریکا بیان می‌دارد که: سیاره‌ها از داده‌های بازیافت شده اواسط دهه 1970 استفاده می‌کنند تا نشان دهند که علت این گرمای غیرمعمول خود فضانوردان می‌باشند.

Seiichi Nagihara (دانشگاه فنی تگزاس) در پست اخیر خود در وبلاگ AGU در رابطه با نصب این ابزارها گفت که: نصب ابزارهای اندازه‌گیری، در نهایت منجر به نگرانی در مورد تغییر محیط حرارتی سطوح نصب شده می‌شود

A diagram of a typical ALSEP deployment site.
NASA

نموداری از یک سایت راه‌اندازیALSEP

 حل یک راز

نمای نزدیک از  حسگر HFE مستقر در سطح ماه.

آپولو 17 / ناسا

از آنجا که این مطالعه بدون کارآزمایی امکان‌پذیر نبود. ناسا تنها اطلاعات را از سال 1971 تا 1974 بایگانی کرد، و آن را در نوار مغناطیسی در مرکز داده‌های علوم ملی فضایی مرکز فضایی گودارد نگهداری کرد. اما اطلاعات جمع‌آوری شده در سال‌های بعد گم شده بود.

دستیابی به موفقیت زمانی رخ داد که محققان مجموعه‌ای از 440 نوار بایگانی را در مرکز ثبت ملی واشنگتن در سویتلند، مریلند کشف کردند. سپس محققان مجموعه‌ای از سیاهه‌های مربوط به آن را با صدها قرائت درجه حرارت گرمایشی که از 1973 تا 1977 شکافها را پر کرده بودند، جمع‌آوری کردند. این سیاهه‌ها در موسسه علوم قمری و سیاره‌ای در هوستون تگزاس ذخیره شده است.

گرمای ماه

داده‌های اضافی رمز و راز  گرم شدن ماه را حل کرد: همانطور که فضانوردان قدم می‌زدند و ماه‌نورد را در اطراف محل سوار می‌شدند، سطح صاف ماه را به هم زدند. سطح پوسته پوسته شده ماه، گرمای نور خورشید را جذب می‌کند.

برای کسانی که اغلب به ماه نگاه می‌کنند، این نتیجه در ابتدا ممکن است عجیب و غریب باشد. ما می‌دانیم که هرچند ماه کامل درخشان و سفید به نظر می‌رسد اما آلبدو یا بازتاب نور آن در واقع بسیار کم (به طور متوسط ​​12٪) می‌باشد، که به خاطر همین بافت فرسودهآن است. فضانوردان گرد و غبار ماه را به عنوان رنگ و بافت با گرد و غبار زغال سنگ مقایسه می‌کنند. این ماده در طول زمان به دلیل تعامل با طوفان خورشیدی، فرآیند فرسایش فضایی، تیره می‌شود. در زیر این پوشش سطح تیره مواد بازتابنده بیشتری وجود دارد – به همین دلیل است که اشعه‌های خروجی درخشان، حفره‌های جدیدتر را احاطه کرده‌اند، چرا که اثر مواد روشن‌تر از زیر سطح بازتاب می‌کند. بنابراین ممکن است فکر کنید که جابجا کردن سطح، مواد روشن‌تر را نمایان می‌سازد.

با این حال، حتی اگر این سطح بیشتر بازتابنده باشد، رگولیت زیر سطح گرد و خاکی سنگین‌تر است – و سنگریزه‌ها می‌توانند بوسیله گرد و غبار در مدت زمان طولانی‌تری گرم شوند. پس از آنکه فضانوردان گرد و غبار را دست‌کاری کردند، این ماده سنگین‌تر نور را جذب کرده و سطح را گرم می‌کند.

شیارهای تاریک در سراسر سطح ماه بوجود می‌آیند. آپولو 15 اولین “ماموریت j” بود که شامل یک ماهنورد

می‌شد.

آپولو 17 / ناسا

نقیهارا می‌گوید: “بخش اصلی اطلاعات، تصاویر عکاسی بدست آمده از دوربین  (LRO) بود. LRO از سایت‌های فرود آپولو از مدار پایین گرفته است و شواهدی را ارائه می‌دهد که حقیقت دمای ماه را پشتیبانی می‌کند. “تصاویر نشان می‌دهد که مکان‌هایی که فضانوردان قدم می‌زدند و با ماهنوردها از آن عبور می‌کردند، تاریک‌تر شده‌اند و گرمای بیشتری از خورشید جذب می‌کردند.”

LRO  سایت فرود آپولو 15 را نشان می‌دهد: در حالی که به بسته‌های ALSEP دقت می‌کنید، بلوک‌های تیره‌تر (بالا سمت چپ) را به دلیل فعالیت فضانوردها در نظر بگیرید.

ناسا / LRO / ناسا گودارد / دانشگاه ایالتی آریزونا

پیامدهای مأموریت‌های آینده

این یافته‌ها تأثیری بر آزمایشهای بعدی در آینده ماه خواهد داشت . نقیهارا می‌گوید: “هر زمان که ما چیزی را بر روی ماه مستقر کنیم یا روی زمین می‌کشیم، محیط حرارتی سطح مجاور آن را تغییر می‌دهد.” “دانشمندان و مهندسین باید در طراحی نسل بعدی ابزارهای اندازه‌گیری جریان گرما برای مأموریت‌های بعدی فرود ماهنوردها این امر را مورد توجه قرار دهند.”

مأموریت‌های برنامه‌ریزی شده نشان می‌دهد که ما از اکتشاف ماه فاصله گرفته‌ایم: چین در سال‌های اخیر در حال  آماده‌سازی نخستین فرود ماهواره‌ای خود می‌باشد، مدار ماهواره‌ای Queqiao را راه‌اندازی می‌کند. مسیر فعلی ناسا نیز  تمرکز دوباره به برنامه‌های اکتشافی و برگشت به ماه می‌باشد، که با ماموریت‌های روباتیک در سطح ماه شروع می‌شود.

تقریبا نیم قرن پس از مأموریت‌های آپولو، علم جدید به اطلاعات که توسط آنها دریافت شده بودند، رسیدند، ممکن است، اطلاعاتی که به احتمال زیاد روی برنامه‌ریزی مأموریت‌های آینده نیز تاثیر می‌گذارد.

منبع:

Apollo Astronauts Warmed the Moon

By: David Dickinson | June 12, 2018

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/apollo-astronauts-warmed-moon/