Mēness spoguļi nolietojas
Publicēts: 11.03.2010
Kad Apollo astronauti pabija uz Mēness, viņi tur atstāja ne tikai ASV karogu, bet arī īpašus "spoguļus". Mēness attāluma noteikšanas eksperiments izrādījās īsta dārgumu krātuve šo gadu laikā.
Šie eksperimenti ir palīdzējuši noskaidrot ar kādu ātrumu Mēness attālinās no Zemes. Tie ir 38 milimetri gadā. Tomēr laika gaitā spoguļi ir nolietojušies. Interesanti, ka reflektoru masīvu efektivitāte samazinās aptuveni par desmit reizēm tieši pilnmēness laikā.
Kā noris šāds eksperiments? Pavisam vienkārši. Astronomi raida lāzera signālu pret reflektoru, kuru uz Mēness virsmas ir atstājuši Apollo 15 misijas astronauti. Pēc aptuveni 2 sekundēm ar teleskopu tiek novērots "atspulgs".
Noķert šo atspulgu nemaz nav tik vienkārši, jo no aptuveni 1017 fotoniem, kas tiek nosūtīti uz Mēnesi, atpakaļ tiek atstarots aptuveni viens. Protams, ja ir labi redzamības apstākļi.
Kad apstākļi ir labi, astronomi izmanto Apollo 11 un Apollo 14 atstātos atstarotājus, kuri ir aptuveni trīs reizes mazāki par Apollo 15 spoguli. Ja ir vēlēšanās pārliecināties, ka veiksme ir viņu pusē, astronomi izmēģina Krievijas Lunokhod 2 masīvu. Lunokhod 1 masīvs nav redzēts kopš 1971. gada.
Novērojumi šādā veidā tiek veikti jau kopš 1969. gada. Pirmā observatorija, kas tika izmantota šiem mērķiem, bija Makdonalda observatorija Teksasas rietumos. Tādejādi ir pieejama liels datu apjoms, lai analizētu spoguļu darbību.
Kā šie atstarotāju masīvi ir pārcietuši skarbos apstākļus uz Mēness? Uz šo jautājumu atbildi centās atrast Toms Mērfijs no Kalifornijas universitātes un viņa kolēģi.
Izrādās, ka visu trīs Apollo reflektoru lietderības koeficients ir samazinājies vismaz par vienu kārtu jeb 10 reizēm. Lunokhod spogulis ir cietis vēl vairāk. Kad tas 1973. gadā ieradās uz Mēness, tā signāls bija par 25% spēcīgāks nekā Apollo 15. Mūsdienās tas ir desmit reizes sliktāks.
Kas noticis ar šiem atstarotājiem? Atstarotāju masīvi ir veidoti no kubiskām prizmām. Lunokhod prizmām ir apsudrabota virsma, kas ir vairāk pakļauta ārējās vides iedarbībai. Iespējams, ka tieši šī sudraba pārklājuma degradācija tik strauji ir samazinājusi šī masīva atstarošanas spēju.
Kas sabojājis Apollo prizmas? Viss, kas nosēžas vai bojā optiskās virsmas, var izrādīties vainīgs. Tie varētu būt mikrometeorītu bojājumi, Mēness putekļu uzkrāšanās un teflona stiprinājumu sabojāšanās, kas varētu veidot nosēdumus uz prizmu aizmugurējām virsmām. Jebkurš no šiem iemesliem varētu būt vainīgais, bet ir grūti noteikt, kurš tieši.
Pētot pieejamos datus, zinātnieki atrada kaut ko pavisam interesantu. Izrādās, ka pilnmēness laikā Apollo reflektoru efektivitāte krītas ārkārtīgi jūtami, pat desmit reizes. Fotonu uztvērēju piesātinājums kā iemesls tika izslēgts.
Kādēļ tad tas tā notiek? Pilna Mēness aptumsuma laikā reflektoru efektivitāte atgriežas normas līmenī. Kad aptumsums beidzas un Mēness atkal ir spoži apgaismots, atstarotāju darbaspējas atkal pazeminās.
Šāds mehānisms norāda uz termiskajiem procesiem. Kad Saule Mēness debesīs atrodas zemu pie horizonta, tās stari tiešā veidā netrāpa prizmās. Savukārt, kad Saule atrodas tieši virs galvas jeb ir pilnmēness uz Zemes, Saules stari tieši spīd iekšā prizmās. Iespējams, ka tās sakarst un deformējas, samazinot atstarošanas spējas.
Kādēļ šī problēma ir saasinājusies pēdējā laikā? Pirmajos mērījumu gados šāds efekts tomēr netika novērots.
"Putekļi ir visticamākais degradācijas iemesls," teica Mērfijs. Putekļi absorbē Saules gaismu un prizmas sakarst vairāk nekā pirmajos gados pēc to uzstādīšanas.
Putekļi lidinās virs Mēnes virsmas pateicoties elektrostatiskajiem spēkiem, kā arī mikrometeorītu triecieni var sacelt nelielus putekļu "mākoņus".
Šāda analīze ir noderīga ne tikai esošo spoguļu darbības izvērtēšanai, bet arī nākotnē iecerēto misiju plānošanai. Piemēram, ir iecere uz Mēness izveidot teleskopu. Zinot putekļu ietekmi uz atstarotāju masīvu, ir iespējams izvēlēties un izstrādāt pareizo stratēģiju tik jutīga instrumenta pasargāšanai no Mēness putekļiem.
Massachusetts Institute of Technology
Komentāri
