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Die Wissenschaftler lösen das Mondgeheimnis mit Hilfe des verschwundenen Mondes Bänder

Die Wissenschaftler lösen das Mondgeheimnis mit Hilfe des verschwundenen Mondes Bänder
Astronaut Harrison Schmitt verwendet eine einstellbare Samplingschaufel, um Mondproben während der Apollo-17-Mission im Dezember 1972 zu erhalten. Neu restaurierte Monddatenbänder zeigen, dass die Aktivität der Apollo-Astronauten die Oberfläche des Mondes leicht erwärmt hat. Kredit: Die NASA.

Nach acht Jahren, in denen sie verlorene Monddaten von den Apollo-Missionen wiedergefunden haben, berichten Wissenschaftler in einer neuen Studie, dass sie ein jahrzehntelanges Rätsel gelöst haben, warum sich der Untergrund des Mondes in den 1970ern leicht erwärmt hat.

Wissenschaftler haben sich über die Ursache der Erwärmung seit dem Beginn der Apollo – Missionen, als die Astronauten Sonden auf der messen von seinem Inneren kommend.

Die verlorenen Datenbänder, die von den Wissenschaftlern gefunden wurden, füllten in den 1970er Jahren eine Rekordlücke und halfen den Forschern, die Quelle der Erwärmung genau wie die Apollo-Astronauten selbst ausfindig zu machen.

Die Astronauten haben den Mond gestört Boden zu Fuß und einen Rover darauf fahren. Als Ergebnis reflektierte der Mond weniger Licht der Sonne in den Weltraum, was die Temperatur der Mondoberfläche um 1-2 Grad Celsius erhöhte, wo sie gestört wurde.

Die neuen Ergebnisse zeigen, dass es nahezu unmöglich ist, Astronauten oder Instrumente auf dem Mond zu stationieren, ohne ihre Oberflächenumgebung zu stören, Informationen, die für zukünftige Mondmissionen von Nutzen sein könnten, so die Forscher, die eine neue Studie mit detaillierten Ergebnissen veröffentlicht haben Zeitschrift für geophysikalische Forschung : Planets, eine Zeitschrift der American Geophysical Union.

“Bei der Installation der Instrumente kann es passieren, dass Sie am Ende die thermische Umgebung des Ortes stören, an dem Sie Messungen vornehmen möchten”, sagte Seiichi Nagihara, ein planetarischer Wissenschaftler an der Texas Tech Universität in Lubbock, Texas und Hauptautor der neue Studie. “Diese Art von Überlegung bezieht sich sicherlich auf die Entwicklung der nächsten Generation von Instrumenten, die irgendwann auf dem Mond eingesetzt werden.”

Die Hitze des Mondes messen

Links: Dieses Foto von Astronaut James Irwin zeigt das Bohrloch und das Kabel der Apollo 15 Wärmeflusssonde 1, die aus dem Boden ragt. Um den Bohrkopf herum sind Fußabdrücke der Astronauten zu sehen. Rechts: Dieses Foto von Astronaut Harrison Schmidt zeigt das Bohrloch und das Kabel der Apollo 17 Probe 2, das aus dem Boden ragt. Kredit: Die NASA

Während der Apollo-Missionen 15 und 17 in den Jahren 1971 und 1972 setzten die Astronauten Sonden ein, um die Temperatur der Mondoberfläche zu messen und zu quantifizieren, wie viel Wärme sich vom Kern des Mondes zur Oberfläche bewegt. Wissenschaftler haben das erwartet Messungen zeigten ihnen, ob der Kern des Mondes heiß wie der der Erde war und wie viel Hitze die Gesteine ​​seiner Kruste und seines Erdmantels erzeugen konnten.

Die Sonden maßen von 1971 bis 1977 Temperaturen an der Oberfläche des Mondes und einige Meter tief in den Untergrund. Die rohen Temperaturdaten wurden an das Johnson Space Center der NASA in Houston übertragen, wo sie auf Magnetspulen mit offener Spule aufgezeichnet wurden. Techniker gaben die Bänder dann an die Wissenschaftler weiter, die die Daten analysiert und archiviert hatten.

Aber als die Hitze-Flow-Experimente im Jahr 1977 endeten, wurden nur Bänder von 1971 bis 1974 im National Space Science Data Center archiviert, dem Datenarchiv der NASA-Weltraumforschungsmission im Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. Der Rest der Bänder, vermutlich immer noch mit den Wissenschaftlern, die sie analysierten, wurden nie archiviert, und die meisten sind seitdem verloren gegangen.

Im Jahr 2010 beschlossen Nagihara und einige Kollegen, die Wärmeverlustdaten von 1975 bis 1977 aufzuspüren, um einige offene Fragen zu beantworten. Ein lang gehegtes Rätsel war, warum die Temperatur unter der Oberfläche des Mondes in den Jahren nach dem Einsetzen der Wärmestromsonden allmählich anstieg.

Planetare Wissenschaftler diskutierten die Ursache dieser unerklärlichen Erwärmung für mehrere Jahrzehnte. Einige vermuteten, dass dies auf die Aktivität der Astronauten zurückzuführen war, während andere vermuteten, dass dies auf Veränderungen der Umlaufbahn des Mondes oder auf die von der Erde ausgehende Strahlung zurückzuführen sein könnte.

Das Geheimnis der Hitze lösen

Ein Bild der Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) aus der Umgebung des Landeplatzes Apollo 17. Beachten Sie, dass die Oberfläche um den Aufstellungsort des Mondoberflächenexperiments dunkler ist als die Umgebung. Kredit: Die NASA

Als die Forscher begannen, nach den fehlenden Daten zu suchen, entdeckten sie, dass die NASA eigens für die Archivierung einen separaten Satz von Bändern erstellt hatte. Sie fanden 440 dieser Archivbänder mit Daten von April bis Juni 1975 im Washington National Records Center in Suitland, Maryland, wo Aufzeichnungen von verschiedenen US-Bundesbehörden aufbewahrt werden.

Am Lunar and Planetary Institute in Houston fanden die Forscher Hunderte von wöchentlichen Aufzeichnungen, die Temperaturmessungen von den Wärmestromsonden von 1973 bis 1977 erfassten. Diese Protokolle halfen den Wissenschaftlern, die Temperaturmessungen für die Zeiten zu rekonstruieren, die in den Archivbändern nicht abgedeckt waren – Januar bis März 1975 und Juli 1975 bis Februar 1976, als die Instrumente das Ende ihrer Funktionslebenszeit erreichten.

Die Wissenschaftler brauchten mehrere Jahre, um Daten aus den jahrhundertealten Bändern und einige weitere Jahre zu extrahieren, um ihre Inhalte zu analysieren, einschließlich der Wiederherstellung von Dokumenten, die beschreiben, wie jeder einzelne davon ist wurde kalibriert und wie die Daten verarbeitet werden, die jede Sonde aufgezeichnet hat.

Die fehlenden Bänder und die wöchentlichen Leistungsprotokolle gaben den Forschern genügend neue Informationen, um eine wahrscheinliche Ursache für die mysteriöse Erwärmung aufzuspüren. Die Sonden näher an der Oberfläche sahen einen größeren Temperatursprung und sahen ihn früher als die Sonden tiefer, was darauf hindeutet, dass die Wärme von der Oberfläche ausging und sich nach unten bewegte.

Die Forscher kombinierten die neuen Daten auch mit Bildern der Mondoberfläche vom Lunar Reconnaissance Orbiter. Die Bilder zeigen, dass die Aktivität der Astronauten die Oberflächenumgebung an ihren Landestellen gestört hat, wodurch der Mondboden in diesen Gebieten verdunkelt wurde. Dunklerer Boden absorbiert mehr Licht von der Sonne, was es wärmer macht, und die Forscher vermuten, dass dies die Erwärmung verursacht hat.

“Es braucht nicht viel Störung, um diese sehr subtile Erwärmung an der Oberfläche zu bekommen”, sagte Nagihara. “Also Analyse des Historischen zusammen mit den neuen Bildern des Mondes hat uns wirklich geholfen, zu charakterisieren, wie sich die Oberfläche erwärmt hat. ”


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Mehr Informationen: S. Nagiharaet al. Untersuchung der Langzeit-Untergrund-Erwärmung, die an den Apollo 15- und 17-Standorten unter Verwendung der neu wiederhergestellten Wärmefluss-Experimentdaten von 1975 bis 1977 beobachtet wurde, Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Planeten (2018). DOI: 10.1029 / 2018JE005579

Journal Referenz:
Zeitschrift für geophysikalische Forschung

Zur Verfügung gestellt von: GeoSpace

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