Przez dziesięciolecia, jeszcze przed powstaniem kultowego teleskopu
Hubble'a, astronomowie wystrzeliwali statki kosmiczne na orbitę w
nadziei na uniknięcie efektów atmosferycznych, które zamazują obrazy
robione przez ziemskie teleskopy. Jednak aby uchwycić wyraźne sygnały
niektórych obiektów kosmicznych, nawet te orbity nie są wystarczająco
wysokie.
Grupa astronomów opowiada się za montażem i umieszczeniem teleskopów na
Księżycu. W serii nowo opublikowanych prac dowodzą oni, że nasz
księżycowy sąsiad, szczególnie jego niewidoczna strona, jest doskonałym
miejscem dla teleskopów w zakresie radiowym i podczerwonym. Te teleskopy
mogłyby odkryć i zbadać potencjalnie przyjazne życiu planety poza
naszym Układem Słonecznym i zbadać mało zrozumiałe "wieki ciemne"
młodego wszechświata, około miliona lat po Wielkim Wybuchu, kiedy to
uformowały się pierwsze gwiazdy.
"To jest czas, aby zacząć dyskutować o projektach na Księżycu. Na całym
świecie kładzie się ogromny nacisk na powrót na Księżyc, a my chcieliśmy
się upewnić, że nauka zostanie potraktowana priorytetowo" - powiedział
Joseph Silk, astrofizyk z Uniwersytetu w Oxfordzie, autor wielu
artykułów z tej serii.
Astronomowie zbudowali już na Ziemi czułe teleskopy radiowe, takie jak
LOFAR (Low-Frequency Array) w Europie, ale mają one pewne ograniczenia.
Górna atmosfera Ziemi blokuje sygnały radiowe krótsze niż 10 megaherców,
co ogranicza to, co teleskopy mogą zobaczyć, powiedział Jack Burns,
astronom z Uniwersytetu Kolorado i dyrektor Network for Exploration and
Space Science. Co więcej, zakłócenia sygnałów radiowych używanych przez
ludzi do komunikacji - w tym telefonów komórkowych, Wi-Fi i satelitów -
mogą w coraz większym stopniu zagłuszać sygnały z kosmosu, w miarę jak
technologie te stają się coraz bardziej powszechne. Teleskopy kosmiczne
mogą zapewnić znaczną poprawę, ale nawet gdy orbitują setki mil od nas,
nie mogą uciec od tego wszystkiego. "odległa strona Księżyca jest
jedynym miejscem w wewnętrznym Układzie Słonecznym, które jest naprawdę
ciche radiowo," powiedział Burns.
"Spędziłem dwa lata mojego doktoratu na opracowywaniu technik pozbywania
się zakłóceń [radiowych]," powiedział Jake Turner, astronom z
Uniwersytetu Cornell, który pracuje z LOFAR i innymi teleskopami na
ziemi. Turner i jego koledzy używają radioastronomii, aby spróbować
wykryć sygnały radiowe, które emitują niektóre planety z polami
magnetycznymi.
Tylko niektóre planety mają pola magnetyczne, Turner powiedział, w
zależności od wewnętrznej struktury planety, a ich obecność lub brak
może być głównym czynnikiem decydującym o tym, czy życie może tam
kwitnąć. Wiele z odkrytych do tej pory planet spoza naszego Układu
Słonecznego ściśle orbituje wokół czerwonych gwiazd karłowatych, które
często wyrzucają ogromne plamy naładowanych cząstek, które mogłyby
zniszczyć ochronną atmosferę planety i zaszkodzić formom życia na
powierzchni. Pole magnetyczne pomogłoby odbijać takie burze gwiazdowe i
chronić atmosferę planety przed zniszczeniem.
Turner odkrył, jak wykrywać pola magnetyczne stosunkowo dużych planet,
ale te z mniejszych światów, wielkości Ziemi, które mogłyby być
przyjazne dla życia, niestety emitują fale radiowe zbyt słabe o
częstotliwościach zbyt krótkich, aby można je było dostrzec przez
zakłócenia w naszej atmosferze. Teleskop umieszczony na niewidocznej
stronie Księżyca wykorzystałby zalety samego Księżyca, który osłoniłby
teleskop przed prawie wszystkimi zakłóceniami radiowymi z Ziemi.
Taki pomysł stoi za proponowaną misją o nazwie FARSIDE (Farside Array
for Radio Science Investigations of the Dark ages and Exoplanets), którą
kieruje Burns. Plan zakłada, że robotyczny łazik księżycowy ustawi
szereg anten, które będą mogły skanować całe niebo w zakresie niskich
częstotliwości radiowych. Jego główne cele obejmowałyby identyfikację
planet przyjaznych życiu poprzez ich pola magnetyczne, jak również
monitorowanie cząstek energetycznych uwalnianych przez gwiazdy
goszczące. Jeśli NASA przystąpi do realizacji projektu, budowa teleskopu
mogłaby się rozpocząć już pod koniec 2020 roku i wkrótce potem zostałby
on umieszczony na orbicie.
FARSIDE byłby mały i nieskomplikowany, nie tak jak gigantyczne,
półkilometrowej szerokości anteny, które astronomowie zbudowali na
Ziemi. Silk i jego koledzy sugerują jednak, że w przyszłości astronauci
mogliby złożyć na Księżycu duży teleskop na podczerwień. Teleskopy na
podczerwień muszą być odpowiednio schłodzone, aby ich własne ciepło nie
przeszkadzało w pracy, a to można osiągnąć poprzez umieszczenie go w
stale zacienionym miejscu, np. w kraterze w pobliżu południowego bieguna
Księżyca. Taki teleskop mógłby być używany do obserwacji słabych
planet, a nawet do śledzenia pogody i pór roku.
Jeśli chodzi o budowę tak dużych teleskopów księżycowych, na instrumenty
i konstrukcje na szczęście nie będzie miał wpływu wiatr, jak ma to
miejsce na Ziemi, a mniejsza siła grawitacji na Księżycu również by
pomogła, powiedział Silk.
Nawet jeśli nie jesteśmy w stanie zobaczyć z Ziemi ciemnej strony
Księżyca, astronomowie nie mają wątpliwości co do tego, jak ona wygląda:
Należący do NASA Lunar Reconnaissance Orbiter oraz inne statki
kosmiczne co jakiś czas sporządzają mapy terenu, dzięki czemu możliwe
jest wyznaczenie najlepszych miejsc dla teleskopów. Kiedy astronomowie
wybiorą już idealne miejsce do lądowania, będą mogli zastanowić się, jak
przetransportować cały niezbędny sprzęt, który powinien zmieścić się w
rakiecie. Robot lub astronauci musieliby zmontować teleskop, a gdy
instrument będzie już działał, potrzebowałby satelity, który przesyłałby
dane do naukowców na Ziemi.
Istnieją również inne wyzwania związane z tym, aby nasz księżycowy sąsiad stał się domem dla teleskopów.
"Na Księżycu znajduje się pył, więc jest to brudne środowisko i trzeba
by to złagodzić. Występuje tam również pewna aktywność sejsmiczna,
głównie z powodu uderzeń małych meteorów" - powiedział Marc Postman,
astronom z Space Telescope Science Institute. Dodał, że są jednak
korzyści z przebywania na Księżycu, a jeśli teleskop znajduje się w
pobliżu bazy księżycowej, roboty lub astronauci mogą go w razie potrzeby
naprawić lub unowocześnić.
Martin Elvis, astrofizyk z Harvardu, który napisał kolejny artykuł z tej serii, podnosi jeszcze jeden problem.
Księżyc może mieć powierzchnię Afryki, ale najlepsze obszary, które są
atrakcyjne dla astronomów, astronautów i przyszłych górników - jak Szczyty Wiecznego Światła
na biegunie południowym - są raczej małe. Chociaż miejsce to nie ma
takiego znaczenia kulturowego jak Mauna Kea na Hawajach, może stać się
równie zatłoczone. "Prędzej niż myślisz dojdzie do sporów" powiedział.
Astronomowie tacy jak Burns i jego zespół mają nadzieję, że uda im się
pokonać niektóre z tych etycznych i logistycznych wyzwań dzięki
współpracy i dzieleniu kosztów z programem Artemis NASA, który planuje
misje mające na celu sprowadzenie na Księżyc lądowników, łazików, a w
końcu ludzi. Pół wieku po tym, jak astronauci po raz pierwszy odcisnęli
swoje buty na Księżycu, nowe pokolenie mogłoby rozbić tam obóz,
zabierając ze sobą swoje lunety.
Źródło: astronomy.com
