_ Știința lunară intră o nouă fază activă

Pentru prima dată din 1972, NASA pune experimente științifice pe Lună în 2024. Și datorită noilor tehnologii și parteneriatelor public-privat, aceste proiecte vor deschide noi tărâmuri de posibilități științifice . Ca parte a mai multor proiecte lansate în acest an, echipe de oameni de știință, inclusiv eu, vor efectua radioastronomie de la polul sud și de pe partea îndepărtată a Lunii.

Programul comercial lunar de servicii de încărcare utilă al NASA, sau CLPS, va folosiți aterizatoare fără echipaj pentru a efectua primele experimente științifice ale NASA de pe Lună în peste 50 de ani. Programul CLPS diferă de programele spațiale anterioare. În loc să construiască NASA aterizatoarele și să opereze programul, companiile comerciale vor face acest lucru într-un parteneriat public-privat. NASA a identificat aproximativ o duzină de companii care să servească drept furnizori pentru aterizatoare care vor merge pe Lună.

NASA cumpără spațiu pe aceste aterizare pentru încărcăturile utile științifice pentru a zbura pe Lună, iar companiile proiectează, construiesc și asigură aterizatoarele, precum și contract cu companiile de rachete pentru lansări. Spre deosebire de trecut, NASA este unul dintre clienți și nu singurul șofer.

Primele două încărcături utile CLPS sunt programate să fie lansate în primele două luni ale anului 2024. Există încărcătura utilă Astrobotics, care a fost lansată în ianuarie. 8 înainte de a întâmpina o problemă cu combustibilul care ia scurtat călătoria către Lună. În continuare, este încărcătura utilă Mașini intuitive, cu o lansare programată pentru mijlocul lunii februarie. NASA a planificat, de asemenea, câteva aterizări suplimentare – aproximativ două sau trei pe an – pentru fiecare dintre următorii câțiva ani.

Sunt radioastronom și co-investigator al programului ROLSES al NASA, altfel cunoscut sub numele de Radiowave Observații la suprafața lunară a învelișului fotoelectronului. ROLSES a fost construit de NASA Goddard Space Flight Center și este condus de Natchimuthuk Gopalswamy.

Instrumentul ROLSES va fi lansat cu Intuitive Machines în februarie. Între ROLSES și o altă misiune programată pentru partea îndepărtată a lunii în doi ani, LuSEE-Night, echipele noastre vor ateriza primele două radiotelescoape ale NASA pe Lună până în 2026.

Luna, în special partea îndepărtată a luna — este un loc ideal pentru a face radioastronomie și a studia semnalele de la obiecte extraterestre, cum ar fi soarele și galaxia Calea Lactee. Pe Pământ, ionosfera, care conține câmpul magnetic al Pământului, distorsionează și absoarbe semnalele radio sub banda FM. Aceste semnale ar putea fi amestecate sau chiar să nu ajungă la suprafața Pământului.

Pe Pământ, există și semnale TV, transmisii prin satelit și sisteme radar de apărare care fac zgomot. Pentru a face observații cu o sensibilitate mai mare, trebuie să mergeți în spațiu, departe de Pământ.

Luna este ceea ce oamenii de știință numesc blocat marea. O parte a lunii este întotdeauna îndreptată spre Pământ – partea „omul pe lună” – iar cealaltă parte, partea îndepărtată, este întotdeauna cu fața în depărtare de Pământ. Luna nu are ionosferă și, cu aproximativ 2.000 de mile de rocă între Pământ și partea îndepărtată a Lunii, nu există nicio interferență. Este liniște radio.

Pentru prima noastră misiune cu ROLSES, lansată în februarie 2024, vom colecta date despre condițiile de mediu de pe Lună în apropierea polului său sudic. Pe suprafața Lunii, vântul solar lovește direct suprafața lunii și creează un gaz încărcat, numit plasmă. Electronii se ridică de pe suprafața încărcată negativ pentru a forma un gaz puternic ionizat.

Acest lucru nu se întâmplă pe Pământ, deoarece câmpul magnetic deviază vântul solar. Dar nu există un câmp magnetic global pe Lună. Cu un radiotelescop de joasă frecvență precum ROLSES, vom putea măsura acea plasmă pentru prima dată, ceea ce ar putea ajuta oamenii de știință să descopere cum să mențină astronauții în siguranță pe Lună.

Când astronauții se plimbă pe suprafața Lunii, ei vor ridica sarcini diferite. Este ca și cum te-ai plimba pe covor cu șosetele pe tine — când întinzi mâna după clanța ușii, o scânteie poate ieși din deget. Același tip de descărcare are loc pe Lună de la gazul încărcat, dar este potențial mai dăunătoare pentru astronauți.

Echipa noastră va folosi și ROLSES pentru a privi soarele. Suprafața soarelui eliberează unde de șoc care trimit particule foarte energetice și emisii de frecvență radio joasă. Vom folosi radiotelescoapele pentru a măsura aceste emisii și pentru a vedea explozii de unde radio de joasă frecvență de la undele de șoc din vântul solar.

Vom examina și Pământul de pe suprafața lună și folosiți acest proces ca șablon pentru a analiza emisiile radio de la exoplanete care pot adăposti viață în alte sisteme stelare.

Câmpurile magnetice sunt importante pentru viață, deoarece protejează suprafața planetei de vântul solar/stelar.

În viitor, echipa noastră speră să folosească rețele specializate de antene de pe partea îndepărtată a Lunii pentru a observa sistemele stelare din apropiere despre care se știe că au exoplanete. Dacă detectăm același tip de emisii radio care vin de pe Pământ, acest lucru ne va spune că planeta are un câmp magnetic. Și putem măsura puterea câmpului magnetic pentru a ne da seama dacă este suficient de puternic pentru a proteja viața.

Experimentul electromagnetic al suprafeței lunare pe timp de noapte, sau LuSEE-Night, va zbura la începutul anului 2026 spre partea îndepărtată. a lunii. LuSEE-Night marchează prima încercare a oamenilor de știință de a face cosmologie pe Lună.

LuSEE-Night este o colaborare nouă între NASA și Departamentul de Energie. Datele vor fi trimise înapoi pe Pământ folosind un satelit de comunicații pe orbită lunară, Lunar Pathfinder, care este finanțat de Agenția Spațială Europeană.

Deoarece partea îndepărtată a Lunii este unic silențioasă, este cel mai bun loc. pentru a face observații cosmologice. În timpul celor două săptămâni de noapte lunară care au loc la fiecare 14 zile, nu există emisii provenite de la soare și nu există ionosferă.

Sperăm să studiem o parte neexplorată a universului timpuriu numită Evul întunecat. Evurile întunecate se referă la înainte și imediat după formarea primelor stele și galaxii din univers, ceea ce depășește ceea ce poate studia telescopul spațial James Webb.

În timpul evurilor întunecate, universul era mai puțin vechi de 100 de milioane de ani — astăzi universul are 13,7 miliarde de ani. Universul a fost plin de hidrogen în timpul evurilor întunecate. Acel hidrogen radiază prin univers la frecvențe radio joase, iar când stele noi se aprind, ele ionizează hidrogenul, producând o semnătură radio în spectru. Echipa noastră speră să măsoare acel semnal și să învețe despre modul în care s-au format cele mai vechi stele și galaxii din univers.

Există, de asemenea, o mulțime de potențiale noi fizice pe care le putem studia în această ultimă epocă cosmologică neexplorată din univers. Vom investiga natura materiei întunecate și a energiei întunecate timpurii și vom testa modelele noastre fundamentale de fizică și cosmologie într-o epocă neexplorată.

Acest proces va începe în 2026 cu misiunea LuSEE-Night, care este atât un experiment fundamental de fizică, cât și un experiment de cosmologie.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)