Τα μυστήρια που θα μπορούσε να λύσει η επιστροφή στη Σελήνη

Όταν η αποστολή Artemis II της NASA ξεκινήσει ένα δεκαήμερο ταξίδι γύρω από τη Σελήνη, το πλήρωμα ενδέχεται να αντικρίσει χαρακτηριστικά στην επιφάνειά της που κανένας άλλος άνθρωπος δεν έχει δει ποτέ με γυμνό μάτι. Καθώς οι αστροναύτες θα περνούν από τη μυστηριώδη αθέατη πλευρά της Σελήνης- η οποία είναι πάντοτε στραμμένη μακριά από τη Γη- θα παρατηρήσουν ένα τμήμα του φεγγαριού που οι αστροναύτες του Apollo δεν μπόρεσαν να δουν, εξαιτίας των τροχιών των διαστημικών τους σκαφών.

Η επερχόμενη ιστορική αποστολή, που αναμένεται να εκτοξευθεί ήδη από τις αρχές Μαρτίου, θα σηματοδοτήσει την πρώτη φορά που άνθρωποι πλησιάζουν τη Σελήνη έπειτα από περισσότερα από 50 χρόνια και θα εγκαινιάσει ένα νέο κύμα σεληνιακής εξερεύνησης, το οποίο θα μπορούσε να απαντήσει σε διαχρονικά ερωτήματα σχετικά με τον φυσικό δορυφόρο της Γης.

Τα σημαντικά δείγματα που συλλέχθηκαν κατά τις αποστολές Apollo στα τέλη της δεκαετίας του 1960 και στις αρχές της δεκαετίας του 1970 αποτέλεσαν το θεμέλιο της σημερινής μας γνώσης για τη Σελήνη. Σεληνιακά πετρώματα και έδαφος παρείχαν νέες πληροφορίες για την προέλευση και τη σύστασή της, ενώ πιο πρόσφατες αναλύσεις σε δείγματα του Apollo που δεν είχαν προηγουμένως μελετηθεί, καθώς και σε δείγματα από ρομποτικές αποστολές, αποκάλυψαν την απροσδόκητη παρουσία νερού παγιδευμένου σε πετρώματα που θεωρούνταν εντελώς ξηρά.

Ωστόσο, οι αποστολές Apollo προσεληνώθηκαν σε παρόμοιες περιοχές κοντά στον ισημερινό, όπου το έδαφος ήταν σχετικά επίπεδο και οι αστροναύτες μπορούσαν να διατηρούν επικοινωνία με δορυφόρους. Όπως έχουν πλέον διαπιστώσει οι επιστήμονες, τα δείγματα αυτά δεν αντιπροσωπεύουν πλήρως τη μεγάλη γεωλογική ποικιλομορφία της Σελήνης.

Η εξερεύνηση διαφορετικών σεληνιακών περιοχών μέσω του προγράμματος Artemis θα μπορούσε να προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα του τοπίου και της σύστασής του, και να αποκαλύψει στοιχεία για το γιατί διαφέρουν τόσο η κοντινή και η αθέατη πλευρά, πόσο νερό περιέχει η Σελήνη και πώς εξελίχθηκε με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, η μελέτη της Σελήνης μπορεί να ρίξει φως σε χαμένα κεφάλαια της πρώιμης ιστορίας της Γης και να επιβεβαιώσει ή να διαψεύσει τη θεωρία ότι η Σελήνη προήλθε από σύγκρουση της Γης με άλλο ουράνιο σώμα πριν από εκατομμύρια χρόνια.+

«Σκέφτομαι τη Σελήνη ως την όγδοη ήπειρο της Γης», δήλωσε ο Νόα Πέτρο, επικεφαλής του Εργαστηρίου Πλανητικής Γεωλογίας, Γεωφυσικής και Γεωχημείας της NASA στο Goddard Space Flight Center. «Όταν μελετούμε τη Σελήνη, ουσιαστικά μελετούμε μια προέκταση της Γης» πρόσθεσε.

Και φυσικά, υπάρχει πάντα η υπόσχεση του απροσδόκητου.

«Θα υπάρξουν εκπλήξεις», είπε ο Πέτρο, ο οποίος ηγείται επίσης της επιστημονικής ομάδας της αποστολής Artemis III, που στοχεύει στην επιστροφή αστροναυτών στην επιφάνεια της Σελήνης το 2028. «Γι’ αυτό εξερευνούμε. Αν γνωρίζαμε τι θα βρούμε, δεν θα χρειαζόταν να πάμε» είπε χαρακτηριστικά.

Οι αποστολές Apollo αποκάλυψαν την ιστορία γένεσης της Σελήνης

Κάθε φορά που ένα διαστημόπλοιο φτάνει στην επιφάνεια ενός πλανήτη ή ενός αστεροειδούς, το σημαντικότερο που μπορεί να κάνει είναι να φέρει πίσω στη Γη ένα «ενθύμιο», δήλωσε η Μπάρμπαρα Κόεν, επιστημονική υπεύθυνη της αποστολής Artemis IV, μιας ακόμη προγραμματισμένης αποστολής στη Σελήνη.

«Παρόλο που δεν ήμασταν παρόντες όταν σχηματίστηκε αυτό το πέτρωμα, το ίδιο το πέτρωμα καταγράφει την ιστορία των γεγονότων εκείνης της εποχής, γι’ αυτό και είναι εξαιρετικά σημαντικά για πολλούς επιστημονικούς κλάδους», ανέφερε η Κοέν.

Όταν τα δείγματα του Apollo επέστρεψαν στη Γη και αναλύθηκαν, τα σχολικά εγχειρίδια ενημερώθηκαν με πλήθος νέων πληροφοριών για τη Σελήνη.

«Νομίζω ότι είναι σημαντικό να αναγνωρίσουμε πόσο λίγα γνωρίζαμε για τη Σελήνη πριν από το πρόγραμμα Apollo», δήλωσε ο Πολ Χέιν, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Αστροφυσικών και Πλανητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Κολοράντο.

Πριν από τις προσεληνώσεις, οι επιστήμονες συζητούσαν αν ο δορυφόρος προήλθε από άλλο σημείο του ηλιακού συστήματος και αργότερα «αιχμαλωτίστηκε» από το βαρυτικό πεδίο της Γης, ή αν σχηματίστηκε ταυτόχρονα με τη Γη, ή ακόμη αν αποσπάστηκε από αυτήν όταν ο πλανήτης περιστρεφόταν ταχύτατα.

Ωστόσο, τα δείγματα του Apollo οδήγησαν σε μια νέα θεωρία για το πώς η Γη απέκτησε έναν τόσο μεγάλο δορυφόρο. Στα δείγματα βρέθηκε ανορθοσίτης, ένας τύπος πυριγενούς πετρώματος. Στη Γη, ο ανορθοσίτης σπάνια απαντάται μεμονωμένα και συνήθως αποτελεί συστατικό άλλων πετρωμάτων. Όμως στη Σελήνη ήταν άφθονος, γεγονός που υποδηλώνει ότι υπήρχαν οι κατάλληλες συνθήκες για τον σχηματισμό του. Η παρουσία ανορθοσίτη υποδηλώνει ότι η Σελήνη υπήρξε κάποτε ένας «ωκεανός» μάγματος. Επιπλέον, τα ισότοπα που βρέθηκαν στα δείγματα των πετρωμάτων ταίριαζαν με εκείνα του μανδύα της Γης, υποδεικνύοντας ότι σχηματίστηκαν την ίδια περίοδο.

Συνδυαστικά, αυτά τα ευρήματα οδήγησαν στη σημερινή επικρατούσα θεωρία: ένα αντικείμενο μεγέθους του πλανήτη Άρη συγκρούστηκε με τη Γη, εκτινάσσοντας λιωμένο υλικό που τελικά σχημάτισε τη Σελήνη.

«Η Γη δεν θα ήταν ο πλανήτης που είναι σήμερα χωρίς τη σύγκρουση που δημιούργησε τη Σελήνη», δήλωσε ο Τζεφ Άντριους-Χάνα, καθηγητής στο Lunar and Planetary Laboratory του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. «Η ύπαρξη της Σελήνης σταθεροποιεί το κλίμα και τον άξονα περιστροφής της Γης, κάτι που υπήρξε καθοριστικό για την ανάπτυξη της ζωής. Χωρίς αυτή τη σταθεροποίηση, οι άνθρωποι δεν θα είχαν εξελιχθεί» εξήγησε.

Τα ευρήματα του Apollo αποκάλυψαν άγνωστα χαρακτηριστικά

Οι αποστολές Apollo αποκάλυψαν άγνωστα χαρακτηριστικά της κοντινής πλευράς της Σελήνης. Ωστόσο, δεδομένα από δορυφόρους σε τροχιά έδειξαν ότι η αθέατη πλευρά είναι εντελώς διαφορετική, γεγονός που γέννησε νέα ερωτήματα.

«Η Σελήνη είναι ασύμμετρη σχεδόν από κάθε άποψη και δεν γνωρίζουμε γιατί. Αυτή η παγκόσμια ασυμμετρία έχει επηρεάσει κάθε στάδιο της εξέλιξής της και παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της σεληνιακής επιστήμης» είπε ο Τζεφ Άντριους-Χάνα.

Η κοντινή πλευρά έχει λεπτό φλοιό, χαμηλή τοπογραφία και KREEP- ένα γεωχημικό συστατικό πλούσιο σε ραδιενεργά στοιχεία που παράγουν θερμότητα. Το υλικό, που απομένει από τη στερεοποίηση του ωκεανού μάγματος της σελήνης, είναι ένας συνδυασμός καλίου, σπάνιων στοιχείων της Γης και φωσφόρου που βρίσκονται στα σεληνιακά πετρώματα. Αντίθετα, η αθέατη πλευρά διαθέτει παχύτερο φλοιό, υψηλότερα υψόμετρα και λιγότερα ίχνη ηφαιστειακής δραστηριότητας. Παρότι από τη Γη η Σελήνη φαίνεται σαν ένα νεκρό σώμα, όργανα που εγκατέστησαν οι αστροναύτες του Apollo έδειξαν ότι είναι σεισμικά ενεργή.

Επιπλέον, η επιφάνειά της είναι γεμάτη κρατήρες που καταγράφουν τις χαοτικές πρώτες ημέρες του ηλιακού συστήματος, όταν πλανήτες και αστεροειδείς συγκρούονταν μεταξύ τους. Στη Γη, τα περισσότερα από αυτά τα ίχνη έχουν εξαφανιστεί λόγω διάβρωσης· η Σελήνη, όμως, λειτουργεί ως «χρονοκάψουλα».

Οι αποστολές Apollo 14 και 15 προσεληνώθηκαν κοντά στο Mare Imbrium, έναν από τους μεγαλύτερους κρατήρες στο ηλιακό σύστημα, και συνέλεξαν εκτοξευόμενα σωματίδια, δηλαδή υλικό που εκτινάχθηκε από την αρχική κρούση και εξαπλώθηκε σε μεγάλο μέρος της κοντινής πλευράς της Σελήνης. Το Imbrium πιστεύεται ότι είναι ένας από τους νεότερους κρατήρες στη Σελήνη, ο οποίος σχηματίστηκε πριν από 3,85 έως 3,92 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι επιστήμονες θέλουν τώρα να υπολογίσουν την ηλικία της λεκάνης του Νότιου Πόλου–Άιτκεν, του μεγαλύτερου κρατήρα της Σελήνης, που βρίσκεται στην αθέατη πλευρά και έχει διάμετρο περίπου 2.500 χιλιομέτρων και βάθος άνω των 8 χιλιομέτρων.

Τι θα μπορούσαν να ανακαλύψουν οι αστροναύτες

Στο πλαίσιο της αποστολής Artemis III δύο αστροναύτες θα προσσεληνωθούν στην περιοχή του νότιου πόλου της Σελήνης, με στόχο την επιτόπια εξερεύνησή της. Σύμφωνα με τη NASA, η εκτόξευση προγραμματίζεται να πραγματοποιηθεί έως το 2028. Ωστόσο, οι παρατηρήσεις από την επερχόμενη Artemis II θα μπορούσαν να επηρεάσουν την επιλογή των μελλοντικών τοποθεσιών προσελήνωσης.

Κατά τη διάρκεια της αποστολής Artemis II, η διαστημική κάψουλα Orion που θα φιλοξενεί τους αστροναύτες, θα πετάξει σε ύψος 6.437 έως 9.656 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Σελήνης, πολύ υψηλότερα από τα διαστημόπλοια των αποστολών Apollo που περιστρέφονταν γύρω από τη Σελήνη σε ύψος 112 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνειά της. Κατά τη διάρκεια της αποστολής Artemis II, ο δίσκος της Σελήνης θα είναι ορατός, συμπεριλαμβανομένων των συνήθως σκιερών περιοχών κοντά στους σεληνιακούς πόλους.

Το πλήρωμα του Artemis II- το οποίο αποτελείται από τους αστροναύτες της NASA Ριντ Γουάιζμαν, Βίκτορ Γκλόβερ και Κριστίνα Κοχ, καθώς και τον Τζέρεμι Χάνσεν από την Καναδική Διαστημική Υπηρεσία- έχει λάβει εκτενή εκπαίδευση στη γεωλογία, συμμετέχοντας σε ασκήσεις σε περιοχές της Γης που προσομοιάζουν το σεληνιακό περιβάλλον, όπως η Ισλανδία. Κατά την τρίωρη πτήση τους πάνω από την αθέατη πλευρά της Σελήνης, οι αστροναύτες θα φωτογραφίσουν κρατήρες πρόσκρουσης και αρχαίες ροές λάβας, ενώ παράλληλα θα περιγράφουν τις παρατηρήσεις τους στους επιστήμονες στο Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA, οι οποίοι θα παρέχουν καθοδήγηση και ανάλυση σε πραγματικό χρόνο.

Ανάλογα με την τροχιά του Artemis II, η οποία θα καθοριστεί βάσει της ακριβούς ημερομηνίας εκτόξευσης, το πλήρωμα ενδέχεται να παρατηρήσει μια περιοχή που μέχρι πρότινος βρισκόταν στη σκιά, γνωστή ως Λεκάνη Orientale. Ο κρατήρας, με διάμετρο 965 χιλιόμετρα, αποτελεί μια κομβική μεταβατική ζώνη μεταξύ της κοντινής και της αθέατης πλευράς της Σελήνης. Το πλήρωμα ενδέχεται επίσης να διακρίνει έντονες αναλαμπές φωτός τη στιγμή που διαστημικά πετρώματα προσκρούουν στη Σελήνη- ή ακόμη και σκόνη να αιωρείται πάνω από το χείλος της, ένα μυστηριώδες φαινόμενο που οι επιστήμονες δεν έχουν ακόμη κατανοήσει πλήρως.

Κατά τη διάρκεια των αποστολών Άρτεμις III και Άρτεμις IV, οι αστροναύτες θα καταγράψουν τις παρατηρήσεις τους, θα διεξάγουν πειράματα και θα συλλέξουν δείγματα από το σημείο προσσελήνωσης στον νότιο πόλο, οι λεπτομέρειες των οποίων παραμένουν άγνωστες. Συνολικά, από τις αποστολές Apollo έως και τις ρομποτικές αποστολές, έχουν συλλεχθεί δείγματα από μόλις το 5% της επιφάνειας της Σελήνης. Δείγματα από τον νότιο πόλο, όπως αυτά που περιέχουν υλικό που εκτοξεύτηκε από το εσωτερικό της Σελήνης πριν από περισσότερα από 4 δισεκατομμύρια χρόνια, θα μπορούσαν να ρίξουν φως σε ένα άγνωστο κεφάλαιο της ιστορίας της, δήλωσε ο Άντριους-Χάνα.

Σεισμόμετρα, όπως αυτά που τοποθετήθηκαν στην κοντινή πλευρά της σελήνης κατά την εποχή των αποστολών Apollo, θα τοποθετηθούν στον νότιο πόλο προκειμένου να προσδιοριστεί εάν οι σεισμοί μπορούν να ανιχνευθούν και στην αθέατη πλευρά. Η παρακολούθηση της διέλευσης των σεισμικών κυμάτων καθώς κινούνται μέσα στη Σελήνη θα μπορούσε επίσης να αποκαλύψει περισσότερα για το εσωτερικό της.

Ωστόσο, υπάρχουν και άλλα ερωτήματα σχετικά με τον νότιο πόλο της σελήνης.

«Το ιερό δισκοπότηρο, από την άποψή μου, είναι πόσος πάγος υπάρχει και από πού προήλθε. Αν μπορέσουμε να πάρουμε ένα δείγμα, θα μπορούσαμε ίσως να ανακαλύψουμε από πού προήλθε αυτό το νερό και, κατ’ επέκταση, από πού πήρε το νερό της η Γη» είπε ο Πολ Χέιν.

Κατά την τρίτη προγραμματισμένη προσελήνωση του προγράμματος Artemis με την αποστολή Artemis V, το πλήρωμα θα μεταφέρει στη Σελήνη έναν καταψύκτη, επιτρέποντας την επιστροφή παγωμένων δειγμάτων στη Γη.

«Προσπαθούμε πραγματικά να πάμε σε αυτούς τους βαθιούς πολικούς κρατήρες όπου πιστεύουμε ότι μπορεί να υπάρχει νερό, ώστε να μπορέσουμε να κατανοήσουμε την ιστορία του νερού στη Σελήνη, για την οποία οι αποστολές Apollo δεν γνώριζαν απολύτως τίποτα», εξήγησε η Μπάρμπαρα Κόεν.

Το πρόγραμμα Artemis συχνά αποκαλείται «Από τη Σελήνη στον Άρη», καθώς η τεχνολογία που θα αναπτυχθεί για τις σεληνιακές αποστολές μπορεί να αποτελέσει τη βάση για μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές στον Άρη.

«Μου αρέσει να σκέφτομαι τη Γη, τη Σελήνη και τον Άρη ως ένα σύνολο. Αν κατανοήσουμε αυτά τα τρία σώματα, θα έχουμε μια καλή εικόνα για το πώς λειτουργούν οι πλανήτες γενικότερα. Και η Σελήνη είναι το καλύτερο σημείο για να ξεκινήσουμε» είπε ο Νόα Πέτρο.

Παρότι απέχουμε ακόμη από μια πλήρη εικόνα της Σελήνης, κάθε αποστολή προσθέτει ένα ακόμη κομμάτι στο παζλ της ιστορίας της.

Πηγή: CNN