Nincs még Alfa Holdbázis, de sokat tudunk már égi kísérőnkről

Meteorit csapódik a holdbázisba, a robbanás nyomán szökik a levegő, és a helyzet kezd kritikussá válni. Mit tesz ekkor egy gyakorlott asztronauta? Bárki kipróbálhatja a NASA új, Alfa Holdbázis nevű játékában, amely a Hold kutatásának népszerűsítését célozza. Az elmúlt néhány év ugrásszerű fejlődést hozott égi kísérőnk megismerésében.

Az elmúlt években ugrásszerűen gyarapodtak a Holdról szerzett ismereteink, ez több új űrszondának köszönhető. Az egyik legfontosabb eredmény: kiderült, hogy kísérőnknek nemcsak a sötét sarkvidéki krátereiben van vízjég, hanem minimális mennyiségben a felszínén is sok területen fordulnak elő H₂O-molekulák, amelyek napi ciklus szerint gyarapszanak és ritkulnak - mint arról korábban beszámoltunk.

Az új felfedezések többségét az amerikai Lunar Reconnaissance Orbiter-űrszonda (LRO) adta. A szonda által eddig a Földre sugárzott információ mennyisége meghaladja a Holdról korábban nyert összes digitális adatállomány méretét. Az LRO adatai egyelőre 40 terabyte-ot tesznek ki, míg olyan, szintén nagy küldetések, mint például a Cassini- vagy a Mars Global Surveyor-űrszondák is csak 2-3 terabyte adatot sugároztak vissza.

Finomodik a kép a Hold felszíni viszonyairól

Az LRO-val együtt startolt LCROSS-rendszer becsapódása nyomán kiderült, hogy a Cabeus-kráterben (és feltehetőleg sok más sarki kráterben) nem csak vízjég, hanem jelentős mennyiségű szén-dioxid, szén-monoxid, kén és hidrogén is van, feltehetőleg az ásványokhoz kötött állapotban. Az LRO ebben a térségben azonosította az eddig ismert leghidegebb helyet a Naprendszerben. Ezekben az állandóan sötét sarki kráterekben a hőmérséklet a -248 Celsius-fokot is eléri, pedig például a Plútó felszínén a is csak ritkán süllyed -200 Celsius-fok alá.

Ahol sosem nyugszik le a Nap. Az LRO domborzati térképezése nyomán sikerült a Hold déli sarkvidékén kijelölni azokat a területeket (lila színnel), amelyek évente 243 napon keresztül folyamatosan napfényt kapnak, és 24 óránál tovább soha nincsenek egyfolytában sötétben (NASA)

A Hold az emberekhez "közelebb is került" a nagy felbontású képek miatt. A korábban leszállt Hold-szondák, valamint Apollo-expedíciók egységei mellett a holdutazók lábnyomainak összemosódó sávja is felismerhető a magasból. A képek rámutattak az első potenciális holdi barlang helyére, amelynek beomlott tetőnyílása is lehet a szokatlanul mély gödör a felszínen.

Az LRO felvételei alapján azonosították az első, barlangnyíláshoz hasonló alakzatot a Holdon, a Mare Ingenii területén (d.sz. 35.95° k.h. 166.06°E), amelynek átmérője közel 130 méter (NASA)

Távol-keleti eredmények

Japán, Kína és India is kiemelten kezeli a Hold űrszondás tanulmányozását. Mindhárom állam ideális terepnek tartja műszereinek fejlesztésére és a sikeres technológia demonstrálására. A Kaguya (Selene)-űrszonda 2007-től 1 éven és 8 hónapon keresztül üzemelt a Hold körüli pályán. Méréseinek feldolgozása alapján nemrég fontos új ismeretet közöltek a japán szakemberek a Hold fejlődésével kapcsolatban.

Az olivinásványokkal körülvett kráterek eloszlása piros színnel jelölve a Holdon (JAXA, SELENE)

Az olivin nevű ásvány ((Fe,Mg)₂SiO₄) eloszlása több helyen sajátos mintázatot mutat a Holdon. Koncentrikus gyűrűk formájában jelenik meg ugyanis több nagy kráter körül - látványosan mutatva, hogy a becsapódás során a mélyebben lévő anyag robbant a felszínre. Az olivin a Hold fejlődésében fontos nyomjelző. Ez az ásvány ugyanis az ősi, olvadt állapotú égitestben korán kikristályosodott, szilárd fázist alkotva. Később nála sűrűbb ásványok is kiváltak az olvadékból, amelyek aztán lesüllyedtek a Hold belsejébe. Ennek nyomán az anyag átkeveredett, és a korán megszilárdult olivin a felszín közelébe, illetve az alá jutott.

Ennek megfelelően, ahol a nagyobb becsapódásos krátereknél a vékony kéreg átszakadt, ott olivin juthatott a felszínre - mint azt sikerült is megfigyelni (lásd a fenti térképen). A most talált, "olivingyűrűvel" övezett kráterek átmérője több 100 kilométer, tehát csak az elég nagy és elég mélyre hatoló becsapódások robbantották ki az anyagot. Összesen 34 ilyen becsapódásnyomra akadtak a japán szakemberek, amelyek közül korábban csak három volt ismert.

Képzeletbeli repülés a Tycho-kráter felett a Kaguya-űrszonda mérései alapján (JAXA)

Víz és grafit is van a Holdban

Az Apollo-expedíciók által a Földre hozott, ritkaföldfémekben gazdag, úgynevezett KREEP-bazalt mintákat is újra megvizsgálták. Az anyagukban lévő OH molekulák és az apatitásványban (Ca₅(F(PO₄)₃)) található H₂O mennyisége alapján pontosították az égitest víztartalmát.

Ennek alapján az az anyag, amelyből a Hold születésekor összeállt, 64 és 5 ppb (milliárdod rész) közötti arányban tartalmazott vízmolekulákat. Ez két nagyságrenddel nagyobb gyakoriságot jelent, mint korábban becsülték. Ennek megfelelően, ha a Hold anyagában kötött állapotban lévő H₂O molekulákat összegyűjtenénk, folyékony halmazállapotban együttes térfogatuk megközelítené az észak-amerikai Nagy-tavakban lévő víz mennyiségét.

Az Apollo-17 expedíció során a holdi Mare Serenitatis bazaltos kőzetéből hoztak mintát, amelynek 3,87 milliárd éves anyagában grafitszemcséket találtak. Korábban úgy tartották, hogy a Hold felszíni kőzeteiben lévő kevés szén a napszélből került oda. Ez a szén azonban a meteoritbecsapódások idején fellépő magas hőmérsékleten alakult grafittá, és alkot néhány mikrométer átmérőjű, közel 10 mikrométer hosszú szálakat. A grafitszemcsék vagy a becsapódó meteoritokban voltak, vagy a robbanás hője által létrehozott gázfelhőből kondenzálódtak ki.

A Hold keletkezése (fantáziarajz, NASA)

Később született a Hold, mint eddig hitték

A Hold születésével kapcsolatban is új eredményeket publikáltak a Niels Bohr Intézet munkatársai. A korábbi elgondolás szerint kísérőnk a Föld és egy Mars méretű, Theiának nevezett test ütközésekor kirepült törmelékből állt össze. Az elképzelés alapján minderre közel 30 millió évvel azután került sor, hogy a Naprendszert kialakító ősi gázfelhő zsugorodni kezdett, ami közel 4,527 milliárd éve történt.

A kutatók a hafnium nevű elemet és az annak lebomlásával keletkezett wolframizotópokat elemezve arra tudtak következtetni, hogy milyen mértékben volt összekeveredve az ősi Föld és a Theia szilikátos kérge és fémes magja a kataklizma idején. Az eredmény szerint a Hold anyaga akkor robbant ki az ősi Földből, miután a hafnium elem már teljesen wolframmá bomlott benne. Eszerint a korábbi 30 helyett 150 millió évvel a Naprendszer összeállása után történt az ütközés.

Lehetséges jövőnk a Holdon

Meteorit csapódik a holdbázisba, a robbanás nyomán szökik a levegő, és a helyzet kezd kritikussá válni. Mit tesz ekkor egy gyakorlott asztronauta? Csak 25 perc áll rendelkezésére a hiba javítására és az életfenntartó rendszerek visszaállítására - legalábbis a képernyőn.

A NASA Alfa Holdbázis nevű játékának bemutatója (NASA)

Ilyen helyzeteket is lehet vizsgálni és a holdi munkát szimulálni a NASA által készített számítógépes játék segítségével. Az Alfa Holdbázis nevű online alkalmazást saját gépükön játszhatják az érdeklődők, de az interneten is kipróbálhatják. Egyszerre hat személy dolgozhat benne a Holdon, akik különféle feladatokat végezhetnek, és terepjárókkal mozoghatnak kísérőnk felszínén. A holdutazóknak választani kell a javításhoz használt szerszámok és módszerek közül, hogy megfelelő idő alatt biztosítsák a bázis fennmaradását, és a munkához robotot is segítségül hívhatnak.

A számítógépes játék a NASA holdprogramjának népszerűsítését célozza - noha Barack Obama amerikai elnök újabb döntése értelmében az űrhajósok nem térnek vissza a Hold felszínére a közeljövőben. A játékot azonban bárki kipróbálhatja a Moonbase Alpha Home címen.