Kiderül, mit láttak az Apollo-űrhajósok a Holdon

2013.09.10. 08:20

Az Apollo-űrhajósok évtizedekkel ezelőtt szokatlan fényjelenséget figyeltek meg a holdi napkelték előtt. Most a NASA űrszondát indított a jelenség pontos magyarázatának tisztázására.

Az Apollo-8, -10, -15 és -17 küldetések űrhajósai is megfigyelték már a Hold körül keringő űrhajóból a napkelte előtti és napnyugta utáni mintegy 10 másodpercben a „szürkületi sugaraknak” (krepuszkuláris sugarak) nevezett fényjelenséget. A felhők között vagy a hajnali/alkonyi párában előtűnő napsugarak jelensége a Föld légkörében jól ismert, a köztudottan légkör nélküli Holdon azonban magyarázatra szorul. A szakértők ritka gázra vagy porra gyanakodnak, és a jelenség eredetének tisztázására a NASA a napokban űrszondát indított.

A Föld légkörében gyakran láthatjuk napnyugta után a Nap sugarait (Marokkó)Forrás: AFP/Manuel Cohen

A LADEE nevű szondát (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer, azaz a Hold környezetében található légkört és port kutató szonda) magyar idő szerint szeptember 7-én hajnali 5.27-kor indították el a Hold felé egy Minotaur-V hordozórakéta az USA keleti partjainál lévő Wallops-sziget NASA-rakétabázisáról. A rakétát az Orbital Sciences Corporation magáncég fejlesztette ki egy interkontinentális ballisztikus hordozórakétából. A mostani volt a Minotaur-V első startja, egyúttal az első, a Föld körüli pályánál messzebbre induló űreszköz startja a Wallops-szigetről.

Az űrszonda 30 napos utazással éri el a Holdat, majd keringeni kezd kísérőnk felszíne fölött. Tervezett keringési magassága 20-60 kilométer, a Hold egyenlítője fölött, retrográd (azaz a Hold tengelyforgásával ellentétes irányú) pályán. A Hold körüli pályára állást követően újabb 30 napba telik a végleges keringési pálya elérése és a műszerek kalibrálása, így november elején kezdődhet a tényleges tudományos adatgyűjtés. Ezt legalább 100 naposra tervezik, de 9 hónaposra is meghosszabbítható. A 383 kilogramm tömegű szonda külső oldalát napelemek borítják, amelyek 295 watt elektromos teljesítményt szolgáltatnak a műszerek és a fedélzeti berendezések működtetéséhez. 

A LADEE szondát Minotaur-V hordozórakétával indították a Wallops-szigetrőlForrás: NASA EDGE

A kutatók meg vannak győződve arról, hogy a Holdnak - a közhiedelemmel ellentétben - van légköre, ez azonban mintegy százezerszer ritkább a földi légkörnél, így földi fogalmaink szerint valóban jogos a légkör nélküli Holdról beszélni. Az érzékeny műszerek azonban ezt a roppant ritka gázt is képesek kimutatni. A Föld légköre tengerszinten köbcentiméterenként mintegy 100 milliárd molekulát tartalmaz, a Hold felszíne közelében egy köbcentiméterben az elméleti kutatók szerint a részecskék száma százezer és tízmillió között lehet. A LADEE szonda ennek a nagyon ritka gázból és porszemcsékből álló légkörnek a tulajdonságait és viselkedését vizsgálja majd. 

A holdi légkör fő alkotórésze a Hold belsejében lejátszódó radioaktív folyamatokban keletkező és a talajból kiszivárgó argon-40, emellett héliumot, nátriumot és káliumot tartalmaz, utóbbiakat a napszél és a mikrometeoritok juttatják a felszínre. Jelenlegi tudásunk szerint azonban egyik gázból sincs elegendő mennyiség ahhoz, hogy ez magyarázatot adjon a holdi szürkületi sugarakra.

A NASA LADEE űrszondájával azt vizsgálják a csillagászok, mi okozhatja a Holdon az alkonyi sugarakatForrás: NASA

Egyesek arra gyanakodnak, hogy a por lehet a hiányzó láncszem. A Hold felszínét elérő napsugárzás ibolyántúli fotonjai hatására ugyanis a talaj felső rétegét alkotó por szemcséi elektromosan feltöltődnek. Az elektrosztatikus taszítás hatására pedig a legkönnyebb porszemcsék felemelkednek, és elkeverednek az ott található gázrészecskék között. Egyes kutatók szerint ezeket az elektromos töltésű porszemcséket, illetve az ezeken létrejövő fényjelenséget láthatták az Apollo-űrhajósok.

A LADEE fedélzetén elhelyezett tudományos műszerek közül az ibolyántúli és a látható fény tartományában működő spektrométer a színkép alapján próbálja elemezni a holdi légkört alkotó anyagokat. A semleges tömegspektrométer a Hold körül keringve a holdi légkör térbeli és időbeli változásait vizsgálja, amelyek közül elsősorban a terminátor, azaz a Hold napsütötte és sötét oldalát elválasztó határvonal környékén fellépő változások a legizgalmasabbak. Végül, de nem utolsósorban, a harmadik kísérlet a szonda keringési magasságában lebegő holdpor tulajdonságait vizsgálja, ha egyáltalán feljutnak a porszemcsék olyan magasba. Ennek a műszernek kell választ adnia a legizgalmasabb kérdésre, nevezetesen arra, hogy lehetséges-e, hogy az ibolyántúli napsugárzás következtében elektromosan feltöltődött porszemcsék okozzák az űrhajósok által annak idején megfigyelt szürkületi fényt. Ennek a kísérletnek a vezetője egy magyar kutató, Horányi Mihály (lásd keretes írásunkat). Emellett a szonda fedélzetén egy technológiai kísérletet is végrehajtanak, kipróbálják, hogy az űrszonda és a Föld közötti távközlési kapcsolat a szokásos rádiótechnikai eszközök helyett lézerrel is biztosítható-e.

A LADEE szonda a Hold gravitációs terének egyenetlenségei miatt hajtóműveivel időnként korrigálni kényszerül a pályáját. A küldetés akkor ér véget, amikor a hajtóanyag elfogyForrás: NASA Ames/Dana Berry

A LADEE küldetés irányítását a NASA Ames Kutatóközpontja végzi, ott építették és tesztelték magát az űrszondát is. A szonda annyiban újszerű, hogy moduláris felépítésű, kipróbálják, hogyan lehet a szonda alapvető részeit költséghatékonyan, sorozatgyártású egységekből összeállítani. A tudományos program végrehajtását, a műszerek elkészítését is beleértve, valamint a lézeres technológiai kísérletet a NASA Goddard Űrközpontja koordinálja.

A szonda holdport vizsgáló kísérletének (LDEX, Lunar Dust Experiment) vezető kutatója Horányi Mihály, a boulderi Colorado Egyetem fizikaprofesszora. Horányi professzor az 1980-as évek elején az Eötvös Loránd Tudományegyetemen végzett és doktorált, majd a Központi Fizikai Kutatóintézet munkatársaként részt vett a Vega programban. 1985-ben a Michigani Egyetemen helyezkedett el, majd a Floridai Állami Egyetemen és az Arizonai Egyetemen tanított, ezt követően került a boulderi Colorado Egyetemre. Több mint 170 tudományos cikk szerzője, fő kutatási területe a poros plazmák viselkedésének elméleti és kísérleti vizsgálata, továbbá az elektrodinamikai folyamatok szerepének tisztázása a Naprendszer keletkezése és fejlődése során. Emellett űrműszerek fejlesztésével is foglalkozik. A holdporról és az LDEX kísérletről szóló, egyik korábbi tudományos cikke itt olvasható.