Der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) sieht den Mond aus der Umlaufbahn noch genauer an und liefert wichtige Erkenntnisse, um sich auf eine mögliche Rückkehr des Menschen zur Mondoberfläche vorzubereiten. "Es gibt viel natürliche Schönheit auf dem Mond", sagte Mike Wargo, Chef-Mondwissenschaftler der NASA, auf dem Treffen der American Geophysical Union am Dienstag. "LRO sammelt Daten, um die Rückkehr zum Mond zu unterstützen, und untersucht eine Vielzahl von repräsentativen Standorten, die nach wissenschaftlichen, technischen und Ressourcenpotenzialen ausgewählt wurden und für das breite Spektrum der auf dem Mond vorhandenen Gebiete repräsentativ sind."
Die Wissenschaftler erklärten, wie verschiedene Instrumente auf LRO überraschende Daten zurückgeben und den Wissenschaftlern dabei helfen, den Mond unglaublich detailliert abzubilden und die Mondumgebung zu verstehen.
LROC oder die LRO-Kamera hat jetzt alle Apollo-Landeplätze und 50 Orte, die vom NASA-Konstellationsprogramm als repräsentativ für das breite Spektrum der auf dem Mond vorhandenen Gebiete identifiziert wurden, in hoher Auflösung kartiert.
Einige der faszinierendsten Bilder wiederholen die Orte der ersten Streifzüge der Menschheit jenseits der Erdumlaufbahn.
"Die Abbildung der Apollo-Landeplätze hat einen praktischen Zweck erfüllt", sagte Mark Robinson, LROC-Hauptforscher, "da wir sie anstelle von Sternen verwenden, um die LROC-Schmalwinkelkameras zu kalibrieren." Außerdem machen diese Bilder viel mehr Spaß als Sterne, weil wir sehen können, wo Menschen früher gelaufen sind. Es ist auch viel weniger Stress für das Raumschiff, weil man nicht ein- und ausschwenken muss, um die Sterne zu betrachten. "
Da die Positionen des Apollo-Raumfahrzeugs und anderer von den Astronauten hinterlassener Hardware mit einer absoluten Genauigkeit von etwa drei Metern bekannt sind, kann Robinson die geometrische und zeitliche Kalibrierung der Schmalwinkelkamera an die Koordinaten der Apollo Laser Ranging Retroreflectors und Apollo Lunar Surface Experiments binden Pakete. „Diese Grundwahrheit ermöglicht es, genauere Koordinaten für praktisch überall auf dem Mond abzuleiten. Wissenschaftler analysieren derzeit Helligkeitsunterschiede des von den Apollo-Astronauten aufgewirbelten Oberflächenmaterials und vergleichen sie mit der lokalen Umgebung, um die physikalischen Eigenschaften des Oberflächenmaterials abzuschätzen. Solche Analysen werden wichtige Informationen für die Interpretation von Fernerkundungsdaten von LRO sowie von Indiens Chandrayaan-1- und Japans Kaguya-Missionen liefern. “
Robinson sagte, der von den Apollo-Astronauten und Mondrovern verdichtete Boden sei dunkler als der ungestörte Boden. "Eine Störung des Bodens verändert die Helligkeit um den Faktor zwei", sagte er.
Das Diviner-Instrument von LRO hat entdeckt, dass der Boden von Polarkratern im permanenten Schatten brutal kalt sein kann. Die nächtlichen Oberflächentemperaturen im Winter in den kältesten Kratern der Nordpolregion sinken auf 26 Kelvin (416 unter null Fahrenheit oder minus 249 Grad Celsius). „Dies sind die kältesten Temperaturen, die bisher irgendwo im Sonnensystem gemessen wurden. Möglicherweise müssen Sie zum Kuipergürtel reisen, um so niedrige Temperaturen zu finden “, sagte David Paige, Hauptforscher für das Diviner Lunar Radiometer Experiment. „Die Temperaturen, die wir Tag und Nacht beobachten, sind so kalt, dass das Wassereis über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt, sowie eine Vielzahl von Verbindungen wie Kohlendioxid und organische Moleküle. Dort könnten alle möglichen interessanten Verbindungen eingeschlossen sein. “
Paige bemerkte auch, dass sich herausstellt, dass der Mond Jahreszeiten hat. "Der Mond hat eine Neigung von 1,54 Grad, so dass in den meisten Breiten die Mondzeiten kaum wahrnehmbar sind", sagte er, "aber in den Polarregionen gibt es aufgrund dieser Neigung erhebliche Unterschiede bei Schatten und Temperaturen."
Das Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRaTER) misst die Menge der Weltraumstrahlung auf dem Mond, um das Schutzniveau zu bestimmen, das Astronauten bei längeren Expeditionen auf dem Mond oder zu anderen Zielen des Sonnensystems benötigen.
"Dieses überraschende Sonnenminimum oder die Ruheperiode für die Sonne in Bezug auf die magnetische Aktivität hat zu der höchsten Strahlung im Weltraum in Form von galaktischen kosmischen Strahlen oder GCRs, Flüssen und Dosisraten während der Ära der Erforschung des menschlichen Weltraums geführt", sagte er Harlan Spence, Hauptforscher des CRaTER-Instruments. „Die seltensten Ereignisse - kosmische Strahlen mit genügend Energie, um das gesamte Teleskop zu durchdringen - werden einmal pro Sekunde gesehen, fast zweimal höher als erwartet. Kraterstrahlungsmessungen, die während dieses einzigartigen Sonnenminimums im schlimmsten Fall durchgeführt wurden, helfen uns, sichere Schutzräume für Astronauten zu entwerfen. “
GCRs sind elektrisch geladene Teilchen - Elektronen und Atomkerne -, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit in das Sonnensystem bewegen. Vom Sonnenwind getragene Magnetfelder lenken viele GCRs ab, bevor sie sich dem inneren Sonnensystem nähern. Die Sonne befindet sich jedoch in einer ungewöhnlich langen und tiefen Ruhephase, und die interplanetaren Magnetfelder und Sonnenwinddrücke sind die niedrigsten, die bisher gemessen wurden, was einen beispiellosen Zufluss von GCRs ermöglicht.
Wissenschaftler erwarteten, dass der GCR-Spiegel sinken würde, wenn sich LRO für seine Kartierungsbahn dem Mond näherte. Dies liegt daran, dass GCRs aus allen Richtungen im Weltraum kommen, der Mond jedoch als Schutzschild fungiert und die Partikel dahinter in unmittelbarer Nähe des Mondes über etwa die Hälfte des Himmels blockiert.
"Aber überraschenderweise kam es bei Annäherung an die Oberfläche nicht so schnell zu einer Abnahme der Strahlung wie vorhergesagt", sagte Spence. „Der Unterschied besteht darin, dass der Mond eine Quelle für Sekundärstrahlung ist. Dies ist wahrscheinlich auf Wechselwirkungen zwischen den galaktischen kosmischen Strahlen und der Mondoberfläche zurückzuführen. Die primären GCRs erzeugen Sekundärstrahlung, indem sie Atome im Mondoberflächenmaterial zerbrechen. Die Mondoberfläche wird dann zu einer bedeutenden sekundären Partikelquelle, und die resultierende Strahlungsdosis ist damit 30 bis 40 Prozent höher als erwartet. “
Aber Spence sagte, dass die Menge an Strahlung kein Showstopper sein sollte, was zukünftige menschliche Missionen zum Mond betrifft. Die Strahlungsmenge ist selbst in ihrer höchsten Form vergleichbar mit den jährlichen Expositionsgrenzwerten der USA für Personen mit beruflicher Exposition wie Röntgentechniker oder Uranbergleute.
Das Team möchte auch sehen, wie die Strahlungsumgebung auf dem Mond während eines aktiven Sonnenzyklus aussieht - aber möglicherweise müssen sie eine Weile warten.
"Wir sind gespannt auf eine große Sonneneruption, damit wir die Gefahren durch durch Sonnenenergie erzeugte kosmische Strahlung bewerten können, aber wir müssen wahrscheinlich ein paar Jahre warten, bis die Sonne aufwacht", sagte Spence.
Wargo sagte, dass die LRO-Ergebnisse die Wichtigkeit betonen, die wissenschaftliche Gemeinschaft für die Erforschung einzubeziehen. „Die Arbeit in heliophysikalischen Gebieten ist wichtig, um die Sicherheit der Astronauten zu gewährleisten“, sagte er, „und um die Aktivität der Sonne und die Generationen energetischer Sonnenpartikel modellieren zu können. Einer der "heiligen Grale" wäre es, die Aktivitäten der Sonne vorhersagen zu können und "Entwarnung" darüber zu geben, an wie vielen Tagen sich Astronauten auf einem EVA befinden könnten und wie wahrscheinlich es ist, dass solarenergetische Partikel von der Sonne emittiert werden Sonne. Die Arbeit, die wir tun, um die Erforschung zu ermöglichen, hilft unserem wissenschaftlichen Verständnis. “
Es wird erwartet, dass LRO mehr Daten über den Mond zurückgibt als alle vorherigen Orbitalmissionen zusammen.
Quelle: AGU Pressekonferenz, Pressemitteilung
