Vedci vysielali signály na Mesiac. Konečne dostali jeden späť

(Chris Meaney/NASA)

Keď NASA Lunar Reconnaissance Orbiter ( LRO ) dorazili na obežnú dráhu okolo mesiac v roku 2009 naň vedci okamžite začali vystreľovať lasery.

Presnejšie povedané, vystreľovali lasery na malé pole reflektorov približne veľkosti brožovanej knihy a snažili sa odraziť svetlo späť na Zem. A po takmer 10 rokoch sa im to konečne podarilo.

Je to prvýkrát, čo sa fotóny úspešne odrazili späť na Zem z lunárneho orbitera. A nielenže nám poskytuje nový spôsob vykonávania meraní Mesiaca a jeho okolia – môže nám pomôcť pochopiť podmienky na mesačnom povrchu, ktoré by mohli byť znehodnocujúce prístroje, ktoré tam boli umiestnené pred viac ako 50 rokmi.



V rámci programu Apollo navštevovali astronauti Mesiac v rokoch 1969 až 1972. Nezostali však na ňom len krátkodobo. Zanechali po sebe (medziiné veci) zariadenia na nepretržité monitorovanie, ako napr seizmometre a trilaserové reflektory. Sovietsky vesmírny program tam umiestnil aj reflektory na robotických roveroch - dve z nich, celkovo päť medzi týmito dvoma vesmírnymi agentúrami.

Prečo laserové reflektory? No, ak vyšlete skutočne silný laserový lúč na Mesiac a určíte, ako dlho trvá, kým sa odrazí, môžete urobiť skutočne presné meranie vzdialenosti medzi dvoma bodmi na základe rýchlosti svetla. Môžeme teda určiť, ako ďaleko je Mesiac, s milimetrovou presnosťou.

V priebehu času môžu tieto merania vykresliť obraz o tom, ako sa Mesiac pohybuje. Tak to vieme Mesiac má tekuté jadro , na základe toho, ako sa otáča; a ak je v tomto tekutom jadre pevný materiál, mohlo by nám to povedať, ako Mesiac kedysi poháňal svoje magnetické pole.

Vďaka takýmto presným meraniam tiež vieme, že Mesiac sa pomaly vzďaľuje od Zeme rýchlosťou približne 3,8 centimetra (1,5 palca) za rok . Merania vzdialenosti nám môžu toľko povedať, ak budeme trpezliví.

„Teraz, keď už 50 rokov zbierame údaje, môžeme vidieť trendy, ktoré by sme inak nevideli,“ povedal planetárny vedec Erwan Mazarico Goddardovho vesmírneho letového centra NASA. 'Veda zameraná na laserové meranie je dlhá hra.'

Ale je tu problém. V priebehu času sa množstvo svetla vráteného z týchto lunárnych reflektorov stlmilo, až na 10 percent toho, čo by malo byť. A nie je jasné prečo.

Ak však existuje niečo, čo má Mesiac vo veľkolepom množstve, je to prach. Hoci tu nie je žiadna atmosféra, a teda ani vietor, ktorý by rozvíril ten prach, dopady malých mikrometeoritov by sa mohli uvoľniť natoľko, aby pomaly pokryli reflektory.

Takže tu prichádza na rad reflektor LRO. Ak dokážeme prijímať signály odrazené od jeho reflektora, vedci môžu porovnať výsledky z povrchových reflektorov.

S pomocou modelovania by to mohlo pomôcť určiť príčinu klesajúcej účinnosti povrchových reflektorov - a možno odhaliť, koľko mikrometeoritov je Mesiac vystavený a koľko prachu toto bombardovanie nakopne.

Oveľa ľahšie sa to však povie, ako urobí. Je dosť ťažké odraziť laser od reflektorov na povrchu Mesiaca, z veľkej časti kvôli atmosférickým účinkom Zeme a elektromagnetickému útlmu. Reflektor LRO je ešte náročnejší. Je to malý, rýchlo sa pohybujúci cieľ iba 15 x 18 x 5 centimetrov (6 x 7 x 2 palce) a je v priemere 384 400 kilometrov (238 900 míľ) od Zeme.

Počiatočné pokusy tímu dosiahnuť reflektor pomocou zeleného viditeľného svetla boli neúspešné. Potom sa však spojili s vedcami z Université Côte d'Azur vo Francúzsku, ktorí vyvinuli infračervený laser – svetlo oveľa účinnejšie pri prenikaní plynu a oblakov.

4. septembra 2018 laserová meracia stanica v Grasse vo Francúzsku po prvýkrát zaznamenala odraz infračerveného laserového svetla od LRO.

Následne na dvoch zasadnutiach 23. a 24. augusta 2019 sa výsledok zopakoval – okrem tohto času tím aj zabil kozmickú loď, aby nasmerovala reflektor smerom k Zemi, čím demonštrovala, ako vytvoriť príležitosti pre obojsmerné laserové meranie, namiesto toho, aby len čakala, kým sa LRO otočí správnym smerom.

Vrátené svetlo bolo minimálne - len niekoľko fotónov. Nestačí však zistiť, čo blokuje reflektory na mesačnom povrchu. Postupom času však aj niekoľko fotónov dokáže vytvoriť dostatočný obraz, ktorý nám povie viac.

Nie sú to len merania LRO, ktoré sú tu zaujímavé. Práca tímu demonštruje vylepšenia, ktoré je možné dosiahnuť pomocou infračerveného lasera namiesto optického, ktorý preniká ďalej a potenciálne umožňuje použitie oveľa menších reflektorov.

'Tento experiment poskytuje novú metódu overovania teórií akumulácie prachu počas desaťročí na mesačnom povrchu,' napísali vedci vo svojom článku .

'Ukázalo sa tiež, že použitie podobných polí na palubách budúcich lunárnych pristávacích modulov a orbiterov môže podporiť ciele lunárnej vedy LLR, najmä s miestami pristátia v blízkosti lunárnych končatín a pólov, ktoré by mali lepšiu citlivosť na mesačnú orientáciu.'

Výskum bol publikovaný v r Zem, planéty a vesmír .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.