Jeleket küldtek a Hold felé, az egyik váratlanul visszaérkezett

Hold
Vágólapra másolva!
A NASA holdszondája, a Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 2009-ben állt Hold körüli pályára. Az eltelt több mint 10 év alatt a kutatók lézerrel lőtték annak tükrét, abban reménykedve, hogy a küldött fényjelek egyike egyszer visszaérkezik a Földre. Hosszú idő elteltével törekvéseiket siker koronázta. Az új eredmény nemcsak a Holddal kapcsolatos méréseket teheti precízebbé, de egyúttal azt is megtudjuk, milyen környezeti tényezők roncsolják az égi kísérőnkön hagyott eszközöket.
Vágólapra másolva!

Az Apollo program keretében 1969 és 1972 között rendszeresen indultak a Holdra emberes missziók. A küldetések során az asztronauták számos fontos műszert hagytak az égitesten, köztük szeizmométereket, illetve speciális, csillagászati célra használt tükröket, úgynevezett lézerreflektorokat. A szovjetek holdjárók fedélzetén szintén küldtek a Holdra lézerreflektorokat.

Mire való a lézerreflektor?

Segítségével precízen – akár milliméteres pontossággal - meghatározhatjuk a Föld-Hold távolságot. Ehhez erős lézerrel kell meglőni a Holdon hagyott tükröket. A lézerimpulzus kibocsátása és a visszaverődés közötti időkülönbség megismerésével pontos adatokat kaphatunk az égitestek közötti pillanatnyi távolságról.

Sőt, nemcsak azt tudjuk meg, milyen messze van a Hold, hanem azt is, milyen a mozgása;

a forgás pontos megismerésével derült ki, hogy a Holdnak folyékony magja van, amelyen belül létezik egy nagyjából 240 kilométer átmérőjű szilárd mag is. A lézeres mérések alapján tudjuk azt is, hogy a Hold évente 3,8 centiméterrel távolodik a Földtől.

„Azzal, hogy 50 éve gyűjtjük az adatokat, olyan tendenciáknak vagyunk tanúi, amiket egyébként máshogy nem láthattunk volna" – írta a kiadott közleményben Erwan Mazarico, a NASA Goddard Űrközpontjának munkatársa.

– tette hozzá a szakértő.

Az Apollo-küldetések során több lézerreflektort is a Holdon hagytak Forrás: NASA

Miért fontos eredmény az, hogy a szonda paneljéről visszaverődött a lézerfény?

A Holdon hagyott reflektorok hatékonysága idővel valamiért romlott, és most 10 százalékkal kevesebb fényt vernek vissza, mint amikor először kezdték használni őket.

Azt gyanítják, a holdpor a bűnös; ugyan az égitesten nincsenek szélviharok, amik felkavarnák, de a becsapódó meteoritok képesek lehetnek annyira felröpíteni a szemcséket, hogy azok betakarják a reflektorokat.

Itt jönnek képbe az LRO tükrei – a holdszonda reflektora és a holdfelszíni tükrök által visszavert fény erősségét összevetik, és ezekből az adatokból modellezik, miként romlik a Holdon hagyott reflektorok teljesítménye. A teljesítményromlás azt is megmutatja, mennyire van kitéve az égitest a mikrometeoritok záporának, és ezek az űrkavicsok pontosan mennyi port vernek fel.

A Lunar Reconnaissance Orbiter szonda illusztrációja Forrás: NASA

A nehézségek és a megoldás

A fent vázolt kísérlet kivitelezése csak papíron tűnik egyszerűnek, megvalósítása jóval bonyolultabb feladat. A lézer visszaverődését akadályozzák a Föld légkörének zavaró hatásai, ráadásul az LRO esetében még az is problémát okoz, hogy reflektora kicsi (15x18x5 centiméter), nagyon gyorsan mozog és átlagosan 384 400 kilométerre van a Földtől. Nem a legideálisabb célpont.

A kutatók kezdetben látható, zöld fénnyel próbálták eltalálni a reflektort, a próbálkozás azonban kudarccal végződött.

Először látható tartományban működő lézerrel próbálták eltalálni az LRO reflektorát Forrás: NASA

Végül a francia Université Côte d'Azur munkatársai egy olyan infravörös lézert fejlesztettek ki, ami már sikerrel hatol át a különböző gázokon.

A holdszonda felől érkező első sikeres visszaverődést 2018. szeptember 4-én rögzítették a franciaországi Grasse lézeres méréssel foglalkozó kutatóállomásán.

Az eredményt később két alkalommal – 2019. augusztus 23-án és 24-én – is reprodukálták, ezúttal azonban a kutatók már nem a véletlenre hagyatkoztak, hanem a Föld felé forgatták a szonda reflektorát.

A visszavert fénymennyiség nem volt számottevő, csupán néhány fotont sikerült befogni. Ez nem elegendő arra, hogy megtudják, mi blokkolja a holdfelszín reflektorait, idővel viszont egyre több foton fog visszatérni a Földre ahhoz, hogy pontos képet alkothassanak a Holdon történtekről.

Forrás: AFP/EDUARD MUZHEVSKYI

A kísérlet arra is alkalmas, hogy kiderüljön, hogyan javíthatóak az csillagászati mérések infravörös lézerekkel. Szélesebb körű alkalmazásukkal a szakemberek az eddigieknél is kisebb reflektorokat tervezhetnek a jövőben.

A felfedezést az Earth, Planets and Space című csillagászati szakfolyóiratban publikálták.

(NASA\Science Alert)