Forskere løser månens mysterium ved hjælp af manglende månebånd

Efter otte år brugt på at gendanne tabte månedata fra Apollo -missionerne, forskere rapporterer i en ny undersøgelse, at de har løst et årtier gammelt mysterium om, hvorfor månens undergrund opvarmede lidt i løbet af 1970'erne.

Forskere har spekuleret over årsagen til opvarmningen siden kort tid efter, at Apollo -missionerne startede, da astronauter indsatte sonder på månen for at måle varmen fra dens indre.

De tabte datakassetter, som forskerne har fundet, udfyldte et rekordhul i løbet af 1970'erne og hjalp forskerne med at finde kilden til opvarmningen som Apollo -astronauterne selv.

Astronauterne forstyrrede månens overfladejord ved at gå og køre en rover på den. Som resultat, månen reflekterede mindre af solens lys tilbage til rummet, som hævede månens overfladetemperatur med 1-2 grader Celsius (1,8-3,6 grader Fahrenheit), hvor den blev forstyrret.

De nye fund viser, at det er næsten umuligt at anvende astronauter eller instrumenter på månen uden at forstyrre dets overflademiljø, oplysninger, der kan være værdifulde til fremtidige månemissioner, ifølge forskerne, der offentliggjorde en ny undersøgelse med detaljer om resultaterne i Journal of Geophysical Research :Planeter, et tidsskrift for American Geophysical Union.

"I processen med at installere instrumenterne kan du faktisk ende med at forstyrre overfladens termiske miljø på det sted, hvor du vil foretage nogle målinger, "sagde Seiichi Nagihara, planetforsker ved Texas Tech University i Lubbock, Texas og hovedforfatter af den nye undersøgelse. "Den slags overvejelser går helt sikkert ind på designet af den næste generation af instrumenter, der en dag vil blive indsat på månen."

Måling af månens varme

Under Apollo 15 og 17 missionerne i 1971 og 1972, astronauter indsatte sonder til at måle månens underjordiske temperatur og forsøgte at kvantificere, hvor meget varme der bevæger sig fra månens kerne til dens overflade. Forskere forventede, at disse varmestrømsmålinger ville fortælle dem, om månens kerne var varm som Jordens, og hvor meget varme stenene i dens skorpe og kappe kunne generere.

Proberne målte temperaturer på månens overflade og et par meter ned i dens undergrund fra 1971 til 1977. Råtemperaturdataene blev overført til NASA Johnson Space Center i Houston, hvor det blev optaget på magnetbånd med åben spole. Teknikere gav derefter båndene til forskere, der var involveret i missionen, som analyserede dataene og arkiverede dem.

Men da varmestrømforsøgene sluttede i 1977, kun bånd fra 1971 til 1974 blev arkiveret på National Space Science Data Center, NASAs rumvidenskabelige datadarkiv ved Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Resten af ​​båndene, formodentlig stadig hos forskerne, der analyserede dem, blev aldrig arkiveret, og de fleste er gået tabt lige siden.

I 2010, Nagihara og flere kolleger besluttede at spore de tabte varmestrømdata fra 1975 til 1977 for at besvare nogle udestående spørgsmål. Et mangeårigt mysterium var, hvorfor månens underjordiske temperatur gradvist steg i årene efter, at varmestrømningssonderne blev indsat.

Planetforskere diskuterede årsagen til denne uforklarlige opvarmning i flere årtier. Nogle mistænkte, at det skyldtes astronauternes aktivitet, mens andre mente, at det kunne have været på grund af ændringer i månens bane eller overskydende stråling, der kom fra Jorden.

Løs varme -mysteriet

Da forskerne begyndte at søge efter de manglende data, de opdagede, at NASA havde oprettet et separat sæt bånd specielt til arkivering. De fandt 440 af disse arkivbånd, med data fra april til juni 1975, samler støv på Washington National Records Center i Suitland, Maryland, som gemmer optegnelser fra flere amerikanske føderale agenturer.

På Lunar and Planetary Institute i Houston, forskerne genvundte hundredvis af ugentlige logfiler, der registrerede temperaturmålinger fra varmestrømningssonderne fra 1973 til 1977. Disse logfiler hjalp forskerne med at rekonstruere temperaturmålingerne for de tider, der ikke er dækket i arkivbåndene - januar til marts 1975, og juli 1975 til februar 1976, da instrumenterne begyndte at nå slutningen på deres funktionelle liv.

Det tog forskerne flere år at udtrække data fra de årtier gamle bånd og flere år til at analysere deres indhold, herunder gendannelsesdokumenter, der beskriver, hvordan hver sonde blev kalibreret, og hvordan man behandlede de data, hver sonde registrerede.

De manglende bånd og de ugentlige præstationslogfiler gav forskerne nok ny information til at drille en sandsynlig årsag til den mystiske opvarmning. Proberne tættere på overfladen så et større temperaturspring og så det hurtigere end sonderne dybere ned, hvilket tyder på, at varmen startede fra overfladen og bevægede sig nedad.

Forskerne parrede også de nye data med billeder af månens overflade fra Lunar Reconnaissance Orbiter. Billederne viser astronauternes aktivitet forstyrrede overflademiljøet på deres landingssteder, som formørkede månens jord i disse områder. Mørkere jord absorberer mere lys fra solen, hvilket gør det varmere, og forskerne formoder, at det var det, der forårsagede opvarmningen.

"Det kræver ikke meget forstyrrelse at få den meget subtile opvarmning på overfladen, "Sagde Nagihara." Så analyse af de historiske data sammen med de nye billeder af månen hjalp os virkelig med at karakterisere, hvordan overfladen varmet. "

Denne historie er genudgivet med tilladelse til AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af jord- og rumforskningsblogs, vært for American Geophysical Union. Læs den originale historie her.