Deși oamenii de știință studiază de decenii probele aduse de misiunile Apollo, omenirii îi lipsește încă o hartă chimică completă a Lunii. Acest blocaj istoric ar putea fi rezolvat de o echipă de la Universitatea Metropolitană din Tokyo, folosind un telescop cu raze X care cântărește mai puțin de 10 kilograme. O astfel de hartă ar reprezenta un pas important către înțelegerea modului în care Luna s-a format, s-a schimbat și a evoluat de-a lungul timpului.
Până în prezent, deși misiunile anterioare, precum Apollo (NASA) este programul istoric care a dus primii oameni pe Lună (1969-1972), în timp ce Chandrayaan reprezintă seria de misiuni spațiale ale Indiei, faimoasă pentru confirmarea prezenței apei la polul sud lunar. au oferit date valoroase, geologii nu dispun de o imagine geochimică globală, aceasta fiind o piesă lipsă esențială pentru reconstituirea istoriei geologice a Lunii.
Modelarea detaliată a cercetătorilor, care a inclus atât detectorul telescopului, cât și o misiune realistă a unui satelit aflat pe orbita Lunii, sugerează că un singur telescop ar putea cartografia 5 elemente importante în aproximativ 2 ani. O matrice mai mare de detectoare, de 5 pe 5, ar putea produce hărți mai clare și ar putea finaliza lucrarea mai repede.
Cartografierea chimiei Lunii
Istoria geologică a Lunii nu este încă pe deplin înțeleasă. Un motiv major îl reprezintă faptul că oamenii de știință nu dispun încă de o hartă geochimică completă a suprafeței lunare. Întrucât cercetătorii nu pot pur și simplu să colecteze probe din fiecare parte a Lunii, ei trebuie să se bazeze pe metode de Metodă de colectare a datelor despre suprafața unui corp ceresc de la distanță (în acest caz, cu ajutorul unui satelit), fără a necesita aselenizarea sau contactul fizic pentru prelevarea probelor.
Una dintre aceste metode este imagistica prin Tehnică prin care senzorii telescopului citesc „amprenta chimică” a materialelor. Rocile lunare nu emit raze X singure, ci doar ca reacție imediată după ce sunt „lovite” de radiația solară. În cadrul acestei abordări, detectoarele sunt îndreptate spre Lună pentru a capta razele X emise de elemente specifice după ce sunt lovite de radiația solară. Aceste semnale pot ajuta la dezvăluirea elementelor prezente în diferite regiuni ale suprafeței.
De ce nu avem încă o hartă completă a Lunii?
Observațiile anterioare din misiunile Apollo și Chandrayaan au produs hărți parțiale utile, dar o hartă globală completă încă lipsește. Crearea uneia este dificilă din punct de vedere tehnic, din mai multe motive. Misiunile au timp limitat pentru a colecta suficiente semnale de raze X generate de lumina solară, iar detectoarele se pot degrada în timpul perioadelor lungi petrecute în spațiu.
Problema este deosebit de dificilă în apropierea polilor Lunii. În aceste regiuni, razele X solare sunt mai slabe, ceea ce îngreunează colectarea semnalelor necesare pentru identificarea elementelor de la suprafață.
Un telescop compact cu raze X pentru orbita lunară
Pentru a depăși aceste obstacole, o echipă condusă de Airi Toida și de prof. Yuichiro Ezoe, de la Universitatea Metropolitană din Tokyo, a propus utilizarea unui telescop compact cu raze X, montat pe un satelit care orbitează Luna. Telescopul ar permite observarea unei zone extinse a suprafeței lunare în timpul erupțiilor solare puternice, atunci când Soarele oferă o iluminare cu raze X mai intensă.
Telescoapele tradiționale cu raze X sunt adesea prea mari și prea grele pentru acest tip de misiune. În schimb, telescopul compact al echipei a fost proiectat inițial pentru studierea magnetosferei Pământului și cântărește mai puțin de zece kilograme. Dimensiunile sale reduse l-ar putea face practic pentru observații lunare pe termen lung.
În acest nou scenariu lunar, instrumentul ar profita de momentele în care au loc erupții solare puternice Explozii solare de intensitate medie-mare. Sunt suficient de puternice și frecvente pentru a „lumina” Luna cu o doză mare de raze X, dar fără a fi atât de violente încât să distrugă echipamentul satelitului. Aceste evenimente generează o iluminare cu raze X suficient de intensă pentru a „excita” elementele de pe suprafața lunară, permițând senzorilor să capteze amprenta lor chimică.
Detectorul a fost, de asemenea, testat în condiții de radiații mult mai dure decât cele preconizate pe orbita lunară. Această durabilitate ar putea susține o imagistică robustă, de înaltă rezoluție și pe o suprafață extinsă, pe parcursul unei misiuni prelungite.
Simulările arată o cale către o hartă completă a Lunii
Cercetătorii au introdus apoi specificațiile telescopului într-o simulare numerică, pentru a testa dacă o misiune satelitară ar putea cartografia cu succes Luna. Presupunând 300 de erupții solare pe an și un singur telescop la bordul unui satelit aflat pe orbita Lunii, simularea a arătat că întreaga suprafață lunară ar putea fi cartografiată pentru 5 elemente — oxigen, fier, magneziu, aluminiu și siliciu — în doi ani, folosind o Nivelul de precizie al hărții. O grilă de 70x70 km înseamnă că telescopul poate citi independent și clar compoziția chimică pentru fiecare „pătrat” lunar cu această suprafață. de 70 x 70 de kilometri.
Întrucât telescopul este atât de compact, echipa a examinat și varianta unui satelit care transportă o matrice de 5 pe 5 telescoape. Conform simulărilor, acest sistem de 25 de telescoape ar putea reduce durata misiunii la un an. Cu o durată de funcționare de doi ani, ar putea cartografia și sodiul, îmbunătățind totodată dimensiunea grilei până la 30 x 30 de kilometri.
De ce avem nevoie de o hartă lunară în viitor?
Dincolo de interesul strict științific, o astfel de hartă are o miză uriașă pentru viitorul practic al omenirii. Pe măsură ce agențiile spațiale plănuiesc construirea unor baze lunare permanente, trebuie să știm exact unde se află resursele. O hartă completă ne-ar arăta precis unde putem extrage oxigen, fier sau aluminiu direct de la fața locului, transformând Luna dintr-un simplu corp ceresc de studiat, într-o viitoare sursă de materiale și o „stație de alimentare” vitală pentru explorarea spațiului îndepărtat.
O nouă perspectivă asupra geologiei lunare
Dacă vreunul dintre aceste concepte de misiune ar deveni realitate, s-ar obține prima hartă completă a abundenței elementelor pe întreaga suprafață a Lunii. Această realizare le-ar oferi oamenilor de știință un nou instrument puternic pentru studierea geologiei lunare și pentru reconstituirea istoriei lungi și complexe a Lunii.
Mai mult decât un simplu progres tehnologic, o astfel de misiune ar oferi viitoarelor explorări umane și robotice un ghid geochimic precis, deschizând un nou capitol în descifrarea originilor sistemului nostru solar.
Studiul a fost publicat în jurnalul științific Earth, Planets and Space.
Ce s-a mai descoperit în Știință?
Tumorile își produc propriul antioxidant ca scut împotriva celulelor imunitare, arată un nou studiu
Test de cultură generală: cine a fost cel mai deștept om din istorie?
Metanul străvechi este eliberat de sub ghețarii arctici pe măsură ce baza acestora se dezgheață
Un foton care nu ar fi trebuit să ajungă pe Pământ: o explicație îndrăzneață pune sub semnul întrebării relativitatea lui Einstein
