Skabte Apollo -missionerne opvarmning på månen?

Under missionerne Apollo 15 og Apollo 17 til månen i 1971 og 1972, astronauter borede huller i månens overflade og placerede sonder der, i et forsøg på at måle månens underjordiske temperatur og kvantificere, hvor meget varme der bevæger sig fra månekernen til overfladen. Men efter de gjorde, forskere tilbage på Jorden lagde mærke til et mærkeligt fænomen. Måneregolitten - det vil sige laget af jord og stenfragmenter, der dækker overfladen - begyndte at stige i temperatur og fortsatte med at gøre det i flere år bagefter. Ingen var sikker på hvorfor, selvom nogle forskere mente, at det kunne have været forårsaget af en slags naturfænomen, mens andre mistænkte astronauterne selv måske havde udløst det.

Det ser nu ud som om astronauterne faktisk var ansvarlige. I et papir, der blev offentliggjort den 25. april, 2018 i Journal of Geophysical Research, et tidsskrift for American Geophysical Union (AGU), forskere bruger data hentet fra længe mistede NASA-bånd, fotos taget af astronauterne, billeder fra en månens orbiter og andre registreringer for at gøre det tilfældet, at stigningen i månens overfladetemperatur omkring sonderne på 1 til 2 grader Celsius - 1,8 til 3,6 grader Fahrenheit - sandsynligvis var forårsaget af menneskelig aktivitet.

Som dette blogindlæg af AGU videnskabsforfatter Lauren Lipuma forklarede, ved at gå rundt og køre en rover, astronauterne forstyrrede tilsyneladende regolitten, får det til at blive mørkere. At, på tur, fik månens overflade til at reflektere mindre solstråling tilbage i rummet, og i stedet absorbere det, opvarmning af overfladen.

Sporing af NASA -båndene

For at komme med bevis for at understøtte dette scenario, videnskabsmænd skulle lave mange års videnskabeligt detektivarbejde. Hovedforfatter Seiichi Nagihara, lektor i geofysik ved Texas Tech University, og kolleger brugte år på at lede efter tabte databånd, der var blevet overført fra de instrumenter, der blev efterladt på månen.

Som Nagihara forklarer i en e -mail, de offentliggjorte data fra Apollo varmestrømforsøg, der viste en stigning i overfladetemperaturen, dækkede kun perioden fra 1971 til 1974. Men Nagihara vidste, at eksperimentet faktisk havde varet gennem september 1977. "Jeg ville vide, om denne opvarmning fortsatte til slutningen, " han skriver.

Men de bånd, der indeholdt disse oplysninger, manglede. "Da vi startede, vi vidste ikke, om disse bånd stadig eksisterede, "Nagihara siger." Vi brugte et par år på at interviewe mennesker, der var involveret i Apollo -programmet, og gennemgå notater og rapporter fra den periode. "

Som Lipumas blogindlæg detaljer, forskerne opdagede endelig, at NASA havde skabt et separat sæt bånd, specielt til arkivering. Til sidst fandt de 440 af båndene, dækker en periode fra april til juni 1975, samler støv på Washington National Records Center i Suitland, Maryland, en del af det nationale arkiv, der gemmer optegnelser fra forskellige føderale agenturer.

Gendannelse af data

Men det var bare starten på arbejdet. "Nedbrydningen af ​​disse bånd var et alvorligt problem, "Nagihara forklarer." Vi arbejdede med virksomheder, der har ekspertise i at gendanne data fra gamle nedbrudte magnetbånd. En anden stor udfordring var at behandle de data, der blev gendannet fra disse bånd. Disse bånd optog elektroniske målinger (f.eks. spændingsaflæsninger af forskellige sensorer) output fra de forskellige instrumenter, der er tilbage på månen. Så, vi var nødt til at adskille dem ud i datasættene for de enkelte instrumenter, og derefter behandle dem til videnskabeligt betydningsfulde tal såsom temperaturer. Igen, vi gennemgik adskillige notater og rapporter for at finde ud af disse behandlingstrin. Det tog flere år endnu. "

Forskerne kombinerede data fra båndene med oplysninger fra hundredvis af ugentlige logfiler fra Lunar and Planetary Institute i Houston. Det gjorde dem i stand til at rekonstruere temperaturmålinger for huller i båndene fra januar til marts 1975 og juli 1975 til februar 1976, det punkt, hvor proberne var nær slutningen af ​​deres livscyklus, ifølge Lipumas blogindlæg.

Da forskerne analyserede dataene, de fandt ud af, at sonderne, der var tættere på overfladen, viste, at temperaturen stiger hurtigere og højere end dybere begravede sonder. Det indikerede, at varmen faktisk startede ved overfladen, frem for under den.

The Darkened Regolith

Da forskerne kiggede på billeder af landingsstederne taget af Lunar Reconnaissance Orbiter, de så, at jorden omkring de steder, hvor astronauterne implanterede sonderne, var mørkere end omgivende uforstyrrede områder, hvilket ville reducere mængden af ​​solstråling, der reflekteres tilbage i rummet. Fotografier taget af astronauterne under missionerne viser også fodaftryk og andre ændringer, som deres tilstedeværelse foretog i overfladen.

Walter Kiefer, en personaleforsker ved Lunar and Planetary Institute og en af ​​Nagiharas medforfattere, forklarer i en e -mail, at varmeeffekten "var ret lokaliseret. Det skete kun, hvor astronauternes aktiviteter var koncentreret, især langs deres fodspor (eller roverspor), og hvor de udførte omfattende arbejde med at indsamle prøver og implementere eksperimenter. Det største berørte område var sandsynligvis eksperimentets implementeringsområde, som var 20-30 meter (66-98 fod) på tværs og arbejdede indgående. Regolitten (jorden) blev mørkere på disse steder, og opvarmningen ville langsomt forplante sig nedad over tid.

"Imidlertid, områder til siden, der ikke blev gået på, ville være køligere og kunne bidrage til at minimere varmen, der spredte sig nedad. Af den grund, Jeg forventer, at den samlede effekt ikke vil strække sig meget dybt, men vi har ikke beregnet dette i detaljer. "

I avisen, forskerne bemærker, at fremtidige varmestrømsmålinger på månen bør tage højde for effekten af ​​indsættelse af sonderne. Men bortset fra det, opvarmningseffekten var ikke så væsentlig en ændring af månens miljø. Kiefer siger, at astronauternes aktivitet omkring en fremtidig månebase kan have den samme effekt, men at temperaturstigningen ville være lille og sandsynligvis ikke ville trænge særlig langt ind.

Som Nagihara forklarer, de gendannede bånd indeholder data fra alle de instrumenter, som Apollo -astronauterne indsatte på månen, og der er mere at lære af dem. "Jeg brugte kun data fra varmestrømforsøgene, "skriver han." Båndene har data fra mange andre forsøg. Vi behandler også data fra disse andre forsøg, arkiverer dem med NASAs datalager, og gør dem tilgængelige for andre planetforskere. For eksempel, ved at analysere dataene fra disse bånd, en af ​​mine kolleger opdagede, at der har været flere måneskælv end tidligere rapporteret. "

Joshua Bandfield, seniorforsker ved Space Science Institute i Boulder, Colo., Der ikke var involveret i undersøgelsen, siger i en e -mail, at opvarmningseffekten sandsynligvis ville være mindre på en fremtidig Mars -mission. "Marsoverflader er typisk sandede eller støvede, og støvede overflader kan især komprimeres, sandsynligvis ændre deres reflektivitet og varmeledningsevne, "skriver han." Dog, disse overflader er ikke nær så delikat struktureret og isolerende som månens jord, og enhver ændring er sandsynligvis mindre end virkningerne på månens overflade. "