Za méně než čtyři roky plánuje NASA přistát první ženu a dalšího muže na Měsíci jako součást Projekt Artemis . Po tomto dlouho očekávaném návratu na Měsíc bude následovat stavba Lunární brány, základního tábora Artemis a program „udržitelného průzkumu Měsíce“. Vytvoření trvalé lidské přítomnosti na Měsíci také vytvoří mnoho příležitostí pro vzrušující vědecký výzkum.
Astronomové chtějí například provádět radioastronomii na odvrácené straně Měsíce, kde by teleskopy mohly zkoumat nejranější období vesmíru bez pozemského rádiového rušení. Tým astronomů jde o krok dále nedávno doporučeno že radioteleskop na odvrácené straně Měsíce (nebo na oběžné dráze Měsíce) by mohl pomoci v další důležité oblasti výzkumu: Hledání mimozemské inteligence (SETI)!
Návrh byl předmětem bílé knihy, která byla předložena Národní akademii věd (NAS) Dekádní průzkum planetární vědy a astrobiologie 2023-2032 . Tým za tím vedl Eric J. Michaud, vysokoškolák matematiky na UC Berkeley, a zahrnoval členy z Institut SETI , Ústav vesmírných věd a astronomie na Maltské univerzitě a Breakthrough Initiatives.
Ilustrace astronautů Artemis na Měsíci. Kredity: NASA
Jak vysvětlili, potenciál pro lunární radioastronomii byl rozpoznán již od dob Program Apollo . Zájem se obnovil na počátku 21. století, v době, kdy byly učiněny první kroky k návratu astronautů na Měsíc (tzv. Program souhvězdí ). S vývojem plánů NASA během posledního desetiletí – „Měsíc na Mars“ a program Artemis – nyní nastal čas, aby došlo k nezbytnému plánování.
Dr. Pete Worden, předseda nadace Breakthrough Prize Foundation a bývalý ředitel NASA's Ames Research Center, byl spoluautorem tohoto papíru. Jak řekl Universe Today prostřednictvím e-mailu, je naléhavě nutné vytvořit místo pro takový dalekohled:
'Je naléhavé vytvořit měsíční rádiově tichou rezervu na vzdálené straně, než se dostaneme k narůstajícímu problému, který máme na oběžné dráze Země s optickým rušením od komunikačních satelitů.' Již nyní máme obavy z čínských komunikačních satelitů – takže je nyní třeba dosáhnout celosvětového konsenzu!“
Výhody lunární astronomie byly důkladně prozkoumány. Pro začátek by radioteleskop na nebo na oběžné dráze Měsíce umožnil vysoce citlivé radioastronomické experimenty. Na Zemi jsou nejběžnější rádiová pásma používaná pro komunikaci také považována za lukrativní pro výzkum SETI. Bohužel, jejich běžné používání je vystavuje velkému rušení.
Rádiový snímek noční oblohy. Kredit: MPIA/Glyn Haslam.
Radioteleskopy na Zemi jako takové jsou umístěny v částech světa, které mají minimální „rádiové znečištění“, jako jsou pouště a vzdálené oblasti. Ale odvrácená strana Měsíce může být velmi dobře „rádiově nejtišším“ místem ve Sluneční soustavě. Jak Michaud vysvětlil Universe Today prostřednictvím e-mailu, mezi tyto výhody patří možnost skenovat:
'Frekvence, kterým dominuje [Radio Frequency Interference] RFI, stejně jako velmi nízké frekvence blokované ionosférou. Cesta do vesmíru vyřeší problém ionosféry a cesta na Měsíc zmírní problém RFI.“
Jak uvádějí ve své studii, rádiový šum by mohl být zvláště zmírněn, kdyby byl jako místo povrchové observatoře vybrán kráter. Některá vybraná místa zahrnují krátery Saha, Tsiolkovsky, Malapert a Daedalus, které byly všechny vybrány jako možná místa předchozími návrhy lunární radioastronomie. V takovém prostředí by stěny kráteru blokovaly rušení přicházející z orbitálních drah nebo kosmických lodí.
Přirozeně, že dalekohled na měsíčním povrchu má také určité nevýhody. Například observatoř by vyžadovala misi landeru, aby ji dopravila na povrch, což je složitější než posílání misí na oběžnou dráhu. Zde Michaud a jeho kolegové používají izraelské vesmírné agentury Beresheet a lunární přistávací modul Vikram společnosti ISRO (součást Chandrayaan-2 mise) jako příklady, z nichž oba havarovaly-přistály na povrchu.
Čínský lander Chang’e-4 na měsíčním povrchu. Kredit: CNSA/CLEP
Další nevýhodou je, že přistávací modul by nebyl schopen čerpat sluneční energii během 14denní lunární noci, což znamená, že by musel být vybaven velkou baterií. Komunikace by byla také výzvou, protože odvrácená strana Měsíce nikdy není v přímé viditelnosti se Zemí. čínské Změna-4 mise se s tím vypořádává předáváním své komunikaceQueqiaoorbiter, který obíhá Měsíc v bodě L2 Země-Měsíc.
Na druhou stranu, lunární dalekohled umístěný na oběžné dráze Měsíce by byl levnější na start a mohl by také podporovat větší anténu – protože stav beztíže na oběžné dráze by odstranil potřebu podpůrné konstrukce. Ale samozřejmě, že taková mise má své vlastní nevýhody, jako je skutečnost, že RFI může být spíše problém na druhé straně.
Povaha gravitačního pole Měsíce také znamená, že většina lunárních drah je ze své podstaty nestabilní, což vede k rozpadu oběžné dráhy. Naštěstí Michaud a kolegové naznačují, že existuje několik „zamrzlých drah“, kde by orbiter mohl zůstat stabilní roky. Jak vysvětluje Michaud, je třeba provést spoustu práce, než bude možné realizovat lunární observatoř SETI:
„Hlavní slabinou článku je, že je poměrně agnostický ohledně toho, jak by konkrétně měl vypadat dalekohled na oběžné dráze Měsíce nebo na měsíčním povrchu. Myslím, že dalším krokem by bylo vyvinout nějaké konkrétní návrhy pro orbiter. K určení nejlepší oběžné dráhy pro takový přístroj je také potřeba provést některé výpočty.“
Umělcova ilustrace nového skafandru, který NASA navrhuje pro astronauty Artemis. Říká se tomu xEMU nebo Exploration Extravehicular Mobility Unit. Kredit: NASA
Mezitím Dr. Worden tvrdí, že NASA a mezinárodní astronomická komunita jsou na skvělém začátku Projekt Artemis a Akordy Artemis . Nejen, že usnadňují návrat na Měsíc, ale také vytvořily rámec pro partnerství mezi národy a mezi soukromým a veřejným sektorem. Toto, vysvětluje Dr. Worden, bude nezbytné pro vytvoření infrastruktury a potřebné podpory:
'Tato důležitá věda.' Jsem přesvědčen, že bychom mohli začít umísťovat tyto observatoře na odvrácenou stranu Měsíce pomocí systémů, jako je např Modrý měsíc společnosti Blue Origin do poloviny tohoto desetiletí umístit významný radioteleskop na vzdálené straně. Náklady na takový projekt by byly srovnatelné s hlavními pozemními observatořemi, možná v řádu stovek milionů dolarů. To znamená, že systém by mohl být částečně financován soukromými filantropy, stejně jako jsou dnes naše hlavní nové pozemní observatoře.“
Jednou z nejzajímavějších věcí na blížícím se návratu na Měsíc jsou druhy vědy a další mise, které to umožní. Jakmile bude veškerá nezbytná infrastruktura – Lunar Gateway, Artemis Base Camp atd. – astronauti budou moci provádět mise na povrch častěji a po delší dobu.
V dlouhodobém horizontu by mohla být vybudována zařízení, která by umožnila lunární astronomii, lunární vědu a lunární turistiku. Lekce získané z těchto snah by mohly dokonce otevřít dveře (troufáme si doufat) k trvalému měsíčnímu osídlení. Vzhledem k tomu, že to vše začne za několik let, je čas to naplánovat právě teď!
Další čtení: arXiv