Hastværket med at returnere mennesker til månen og bygge månebaser kan true mulighederne for astronomi

2020'erne har allerede set mange månelandingsforsøg, selvom flere af dem er styrtet ned eller væltet. Med al spændingen omkring udsigten til, at mennesker vender tilbage til månen, vil både kommercielle interesser og videnskabsmænd vinde.

Månen er enestående velegnet til forskere til at bygge teleskoper, de ikke kan sætte på Jorden, fordi den ikke har så meget satellitinterferens som Jorden, og heller ikke et magnetfelt, der blokerer radiobølger. Men først for nylig er astronomer som mig begyndt at tænke på potentielle konflikter mellem ønsket om at udvide viden om universet på den ene side og geopolitiske rivaliseringer og kommerciel gevinst på den anden side, og hvordan man balancerer disse interesser.

Som astronom og medformand for Den Internationale Astronomiske Unions arbejdsgruppe Astronomi fra månen, er jeg på krogen til at undersøge dette spørgsmål.

Alle til sydpolen

I 2035 – kun 10 år væk – kunne amerikanske og kinesiske raketter transportere mennesker til langsigtede månebaser.

Begge baser er planlagt til de samme små områder nær sydpolen på grund af den næsten konstante solenergi, der er tilgængelig i denne region, og den rige vandkilde, som videnskabsmænd mener kan findes i månens mørkeste områder i nærheden.

I modsætning til Jorden hælder månen ikke i forhold til sin vej rundt om solen. Som et resultat cirkler solen rundt i horisonten nær polerne og sætter sig næsten aldrig på nogle kraterkanter. Der kaster den aldrig nedgående sol lange skygger over kratere i nærheden og skjuler deres gulve for direkte sollys i de sidste 4 milliarder år, 90 % af solsystemets alder.

Disse kratere er dybest set gruber af evigt mørke. Og det er ikke bare mørkt dernede, det er også koldt:under -418 grader Fahrenheit (-250 grader Celsius). Det er så koldt, at videnskabsmænd forudsiger, at vand i form af is i bunden af ​​disse kratere – sandsynligvis bragt af gamle asteroider, der kolliderer med månens overflade – ikke vil smelte eller fordampe væk i meget lang tid.

Undersøgelser fra månens kredsløb tyder på, at disse kratere, kaldet permanent skyggede områder, kan rumme en halv milliard tons vand.

Det konstante sollys til solenergi og nærhed til frosset vand gør månens poler attraktive for menneskelige baser. Baserne skal også bruge vand til at drikke, vaske op og dyrke afgrøder for at brødføde sultne astronauter. Det er håbløst dyrt at bringe langsigtede vandforsyninger fra Jorden, så et lokalt vandhul er en stor sag.

Teleskoper på månen

I årtier havde astronomer ignoreret månen som et potentielt sted for teleskoper, fordi det simpelthen var umuligt at bygge dem der. Men menneskelige baser åbner op for nye muligheder.

Den radiobeskyttede fjernside af månen, den del vi aldrig ser fra Jorden, gør optagelse af meget lavfrekvente radiobølger tilgængelig. Disse signaler vil sandsynligvis indeholde signaturer fra universets "mørke tidsalder", en tid før nogen stjerner eller galakser blev dannet.

Astronomer kunne også placere gravitationsbølgedetektorer ved polerne, da disse detektorer er ekstraordinært følsomme, og månens polarområder ikke har jordskælv til at forstyrre dem, som de gør på Jorden.

En månens gravitationsbølgedetektor kunne lade videnskabsmænd indsamle data fra par af sorte huller, der kredser meget tæt om hinanden, lige før de smelter sammen. At forudsige, hvor og hvornår de vil smelte sammen, fortæller astronomerne, hvor og hvornår de skal lede efter et lysglimt, som de ellers ville gå glip af. Med disse ekstra spor kunne videnskabsmænd lære, hvordan disse sorte huller fødes, og hvordan de udvikler sig.

Kulden ved månepolerne gør også infrarøde teleskoper meget mere følsomme ved at flytte teleskopernes sorte kropsstråling til længere bølgelængder. Disse teleskoper kunne give astronomer nye værktøjer til at lede efter liv på jordlignende planeter ud over solsystemet.

Og flere ideer bliver ved med at komme. De første radioantenner er planlagt til at lande på den anden side næste år.

Modstridende interesser

Men hastværket med at bygge baser på månen kunne forstyrre netop de forhold, der gør månen så attraktiv for forskning i første omgang. Selvom månens overflade er større end Afrikas, ønsker menneskelige opdagelsesrejsende og astronomer at besøge de samme få kilometer store steder.

Men aktiviteter, der vil hjælpe med at opretholde en menneskelig tilstedeværelse på månen, såsom minedrift efter vand, vil skabe vibrationer, der kan ødelægge et gravitationsbølgeteleskop.

Også mange grundstoffer fundet på månen er ekstremt værdifulde tilbage på Jorden. Flydende brint og oxygen danner dyrebare raketdrivmidler, og helium-3 er et sjældent stof, der bruges til at forbedre kvantecomputere.

Men et af de få steder, der er rigt på helium-3 på månen, findes et af de mest sandsynlige steder at placere et radioteleskop fra den mørke middelalder.

Endelig er der mindst to internet- og GPS-satellitkonstellationer planlagt til at kredse om månen om et par år. Utilsigtede radioemissioner fra disse satellitter kan gøre et Dark Ages-teleskop ubrugeligt.

Klokken er nu

Men kompromis er ikke udelukket. Der kan være et par alternative steder at placere hvert teleskop.

I 2024 sammensatte Den Internationale Astronomiske Union arbejdsgruppen Astronomi fra månen for at begynde at definere, hvilke steder astronomerne ønsker at bevare til deres arbejde. Dette indebærer, at man rangordner stederne efter deres betydning for hver type teleskop og begynder at tale med en central FN-komité. Disse trin kan hjælpe astronomer, astronauter fra flere lande og private interesser med at dele månen.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.