Podczas misji Apollo 15 i Apollo 17 na Księżyc w 1971 i 1972 roku astronauci wywiercili dziury w powierzchni Księżyca i umieścili tam sondy, próbując zmierzyć temperaturę podpowierzchniową Księżyca i określić ilościowo, ile ciepła przemieszcza się z jądra Księżyca na powierzchnię. . Ale kiedy to zrobili, naukowcy na Ziemi zauważyli dziwne zjawisko. Księżycowa regolit - to znaczy, warstwa gleby i fragmentów skalnych pokrywającymi - zaczęła rosnąć w temperaturze i w dalszym ciągu tego przez kilka lat później. Nikt nie był pewien, dlaczego, chociaż niektórzy naukowcy uważali, że mogło to być spowodowane jakimś zjawiskiem naturalnym, podczas gdy inni podejrzewali, że sami astronauci mogli je wywołać.
Teraz wygląda na to, że astronauci rzeczywiście byli odpowiedzialni. W artykule opublikowanym 25 kwietnia 2018 roku w Journal of Geophysical Research, czasopiśmie American Geophysical Union (AGU), naukowcy wykorzystują dane zebrane z dawno zaginionych taśm NASA, zdjęcia zrobione przez astronautów, zdjęcia z księżycowego orbitera i inne zapisy potwierdzające, że wzrost temperatury powierzchni Księżyca wokół sond o 1 do 2 stopni Celsjusza - 1,8 do 3,6 stopnia Fahrenheita - był prawdopodobnie spowodowany działalnością człowieka.
Jak wyjaśnił ten post na blogu pisarki naukowej AGU Lauren Lipuma, spacerując i prowadząc łazik, astronauci najwyraźniej zaburzyli regolit, powodując jego ciemnienie. To z kolei spowodowało, że powierzchnia Księżyca w tych obszarach odbijała mniej promieniowania słonecznego z powrotem w kosmos, a zamiast tego pochłaniała je, ogrzewając powierzchnię.
Śledzenie nagrań NASA
Aby znaleźć dowód na poparcie tego scenariusza, naukowcy musieli przez lata pracować naukowo jako detektywi. Główny autor Seiichi Nagihara , profesor nadzwyczajny geofizyki na Texas Tech University, wraz ze współpracownikami spędzili lata na poszukiwaniu zaginionych taśm danych , które zostały przesłane z instrumentów pozostawionych na Księżycu.
Jak wyjaśnia Nagihara w e-mailu, opublikowane dane z eksperymentu przepływu ciepła Apollo, które wykazały wzrost temperatury powierzchni, obejmowały tylko okres od 1971 do 1974 roku. Ale Nagihara wiedział, że eksperyment trwał do września 1977 roku. „Chciałem wiem, czy to ocieplenie trwało do końca ”- pisze.
Brakowało jednak taśm zawierających te informacje. „Kiedy zaczynaliśmy, nie wiedzieliśmy, czy te taśmy nadal istnieją” - mówi Nagihara. „Spędziliśmy kilka lat przeprowadzając wywiady z osobami zaangażowanymi w program Apollo i przeglądając notatki i raporty z tamtego okresu”.
Jak podaje blog Lipumy, naukowcy w końcu odkryli, że NASA stworzyła oddzielny zestaw taśm, specjalnie do archiwizacji. Ostatecznie zlokalizowali 440 taśm, obejmujących okres od kwietnia do czerwca 1975 roku, zbierając kurz w Washington National Records Center w Suitland w stanie Maryland, części National Archives, która przechowuje dokumenty z różnych agencji federalnych.
Odzyskiwanie danych
Ale to był dopiero początek pracy. „Degradacja tych taśm była poważnym problemem” - wyjaśnia Nagihara. „Współpracowaliśmy z firmami, które mają doświadczenie w odzyskiwaniu danych ze starych, zdegradowanych taśm magnetycznych. Innym poważnym wyzwaniem było przetwarzanie danych odzyskanych z tych taśm. Taśmy te rejestrowały pomiary elektroniczne (np. Odczyty napięcia różnych czujników) na wyjściu z różnych pozostawionych przyrządów Musieliśmy więc rozdzielić je na zbiory danych dla poszczególnych instrumentów, a następnie przetworzyć je na wartościowe naukowo liczby, takie jak temperatury. Ponownie przejrzeliśmy liczne notatki i raporty w celu ustalenia tych etapów przetwarzania. zajęło kolejne kilka lat ”.
Naukowcy połączyli dane z taśm z informacjami z setek cotygodniowych dzienników z Lunar and Planetary Institute w Houston. To pozwoliło im zrekonstruować odczyty temperatury dla przerw w taśmach od stycznia do marca 1975 i od lipca 1975 do lutego 1976, kiedy to sondy zbliżały się do końca swojego cyklu życia, zgodnie z wpisem na blogu Lipumy.
Kiedy naukowcy przeanalizowali dane, odkryli, że sondy, które znajdowały się bliżej powierzchni, wykazały szybszy i wyższy wzrost temperatury niż sondy głęboko zakopane. To wskazywało, że ciepło faktycznie zaczęło się na powierzchni, a nie pod nią.
Ciemny Regolit
Kiedy naukowcy przyjrzeli się zdjęciom miejsc lądowania wykonanym przez Lunar Reconnaissance Orbiter , zauważyli, że gleba wokół miejsc, w których astronauci wszczepili sondy, była ciemniejsza niż otaczające niezakłócone obszary, co zmniejszyłoby ilość promieniowania słonecznego odbijanego z powrotem w kosmos . Zdjęcia wykonane przez astronautów podczas misji pokazują również odciski stóp i inne zmiany ich obecności na powierzchni.
Walter Kiefer , naukowiec z Lunar and Planetary Institute i jeden ze współautorów Nagihary, wyjaśnia w e-mailu, że efekt ogrzewania „był dość zlokalizowany. Występował tylko tam, gdzie aktywność astronautów była skoncentrowana, szczególnie wzdłuż ich śladów ( lub ślady łazika) i gdzie wykonali rozległą pracę, zbierając próbki i przeprowadzając eksperymenty. Największym dotkniętym obszarem był najprawdopodobniej obszar rozmieszczenia eksperymentu, który miał 20-30 metrów (66-98 stóp) szerokości i intensywnie pracował. Regolit ( gleba) była w tych miejscach zaciemniona, a ciepło z biegiem czasu powoli rozprzestrzeniało się w dół.
„Jednak obszary z boku, po których nie chodzono, byłyby chłodniejsze i mogłyby pomóc zminimalizować rozprzestrzenianie się ciepła w dół. Z tego powodu spodziewam się, że ogólny efekt nie będzie zbyt głęboki, ale nie obliczyliśmy tego szczegółowo. "
W artykule naukowcy zauważają, że przyszłe pomiary przepływu ciepła na Księżycu powinny uwzględniać efekt rozmieszczenia sond. Ale poza tym efekt ocieplenia nie był aż tak znaczącą zmianą środowiska księżycowego. Kiefer mówi, że aktywność astronautów wokół przyszłej bazy księżycowej może mieć ten sam efekt, ale wzrost temperatury byłby niewielki i prawdopodobnie nie dotarłby zbyt daleko.
Jak wyjaśnia Nagihara, odzyskane taśmy zawierają dane ze wszystkich instrumentów, które astronauci Apollo umieścili na Księżycu i można się z nich dowiedzieć więcej. „Wykorzystałem tylko dane z eksperymentów z przepływem ciepła” - pisze. „Taśmy zawierają dane z wielu innych eksperymentów. Przetwarzamy również dane z tych innych eksperymentów, archiwizując je w repozytoriach danych NASA i udostępniając innym badaczom planetarnym. Na przykład, analizując dane z tych taśm, jeden z moi koledzy odkryli, że było więcej trzęsień księżyca niż wcześniej podawano ”.
Teraz to jest interesujące
Joshua Bandfield , starszy naukowiec z Space Science Institute w Boulder w stanie Kolorado, który nie był zaangażowany w badanie, mówi w e-mailu, że efekt ocieplenia będzie prawdopodobnie mniejszy podczas przyszłej misji na Marsa. „Powierzchnie marsjańskie są zazwyczaj piaszczyste lub zakurzone, a szczególnie pyliste powierzchnie można ubić, prawdopodobnie zmieniając ich współczynnik odbicia i przewodność cieplną” - pisze. „Jednak powierzchnie te nie mają tak delikatnej struktury i izolacji, jak gleby księżycowe, a każda zmiana prawdopodobnie będzie mniejsza niż wpływ na powierzchnię Księżyca”.
