De Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) krijgt de Maan nog het beste vanuit de ruimte en biedt cruciale inzichten om zich voor te bereiden op een mogelijke terugkeer van mensen naar het maanoppervlak. "Er is veel natuurlijke schoonheid op de maan", zei Mike Wargo, NASA's belangrijkste maanwetenschapper, tijdens de bijeenkomst van de American Geophysical Union op dinsdag. "LRO verzamelt gegevens om een terugkeer naar de maan te ondersteunen en bestudeert een diverse en representatieve reeks locaties die zijn geselecteerd op het gebied van wetenschap, techniek en hulpbronnen en die representatief zijn voor het brede scala aan terreinen op de maan."
Wetenschappers legden uit hoe verschillende instrumenten op LRO verrassende gegevens retourneren terwijl ze wetenschappers helpen de maan in ongelooflijk detail in kaart te brengen en de maanomgeving te begrijpen.
LROC, of de LRO-camera, heeft nu in hoge resolutie alle Apollo-landingsplaatsen en 50 locaties in kaart gebracht die volgens het Constellation Program van NASA representatief waren voor het brede scala aan terreinen op de maan.
Enkele van de meest intrigerende beelden bezoeken de sites van de eerste uitstapjes van de mensheid voorbij de baan om de aarde.
"Het in beeld brengen van de Apollo-landingsplaatsen heeft een praktisch doel gediend", zegt Mark Robinson, hoofdonderzoeker van LROC, "aangezien we ze gebruiken in plaats van sterren om de LROC Narrow Angle Cameras te kalibreren. Bovendien zijn deze afbeeldingen veel leuker dan sterren, omdat we te zien krijgen waar mensen vroeger liepen. Het is ook veel minder druk op het ruimtevaartuig omdat je niet in en uit hoeft te zwaaien om naar de sterren te kijken. "
Aangezien de locaties van het Apollo-ruimtevaartuig en andere hardware die door de astronauten zijn achtergelaten, bekend zijn met een absolute nauwkeurigheid van ongeveer drie meter, zei Robinson dat ze de geometrische en timingkalibratie van de Narrow Angle Camera kunnen koppelen aan de coördinaten van de Apollo Laser Ranging Retroreflectors en Apollo Lunar Surface Experiments Pakketjes. “Deze grondwaarheid maakt het mogelijk om nagenoeg overal op de maan nauwkeurigere coördinaten af te leiden. Wetenschappers analyseren momenteel de helderheidsverschillen van het door de Apollo-astronauten opgewekte oppervlaktemateriaal en vergelijken deze met de lokale omgeving om de fysische eigenschappen van het oppervlaktemateriaal te schatten. Dergelijke analyses zullen cruciale informatie opleveren voor het interpreteren van teledetectiegegevens van LRO, evenals van de Indiase Chandrayaan-1 en de Kaguya-missies in Japan. "
Robinson zei dat de grond verdicht door de Apollo-astronauten en maanrovers donkerder is dan ongestoorde grond. 'Door de grond te verstoren, verandert de helderheid met een factor twee', zei hij.
Het Diviner-instrument van LRO heeft ontdekt dat de bodems van polaire kraters in permanente schaduw extreem koud kunnen zijn. Mid-winter nachtelijke oppervlaktetemperaturen in de koudste kraters in het noordpoolgebied dalen tot 26 Kelvin (416 onder nul Fahrenheit of minus 249 graden Celsius). “Dit zijn de koudste temperaturen die tot nu toe overal in het zonnestelsel zijn gemeten. Mogelijk moet je naar de Kuipergordel reizen om de temperatuur zo laag te vinden ”, zegt David Paige, hoofdonderzoeker van het Diviner Lunar Radiometer Experiment. “De temperaturen die we zowel overdag als 's nachts waarnemen, zijn veel koud genoeg om waterijs langere tijd te bewaren, evenals een breed scala aan verbindingen zoals kooldioxide en organische moleculen. Er kunnen daar allerlei interessante verbindingen vastzitten. '
Paige merkte ook op dat het blijkt dat de maan seizoenen heeft. "De maan heeft een kanteling van 1,54 graden, dus op de meeste breedtegraden zijn de maanseizoenen nauwelijks merkbaar", zei hij, "maar bij poolgebieden is er een aanzienlijke variatie in schaduwen en temperaturen als gevolg van deze kanteling."
De Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation, of CRaTER, meet de hoeveelheid ruimtestraling op de maan om het beschermingsniveau te helpen bepalen dat astronauten nodig hebben tijdens langdurige expedities op de maan of naar andere bestemmingen van het zonnestelsel.
"Deze verrassende minimale zon, of stille periode voor de zon met betrekking tot magnetische activiteit, heeft geleid tot het hoogste niveau van ruimtestraling in de vorm van Galactic Cosmic Rays, of GCR's, fluxen en dosissnelheden tijdens het tijdperk van de verkenning van de menselijke ruimte," zei Harlan Spence, hoofdonderzoeker van het CRaTER-instrument. 'De zeldzaamste gebeurtenissen - kosmische straling met voldoende energie om door de hele telescoop te gaan - worden één keer per seconde waargenomen, bijna twee keer zo hoog als verwacht. Metingen van de kraterstraling die tijdens dit unieke, in het slechtste geval vereiste minimum voor zonne-energie zijn genomen, zullen ons helpen veilige onderkomens te ontwerpen voor astronauten. ”
GCR's zijn elektrisch geladen deeltjes - elektronen en atoomkernen - die met bijna de lichtsnelheid in het zonnestelsel bewegen. Door de zonnewind gedragen magnetische velden buigen veel GCR's af voordat ze het binnenste zonnestelsel naderen. De zon bevindt zich echter in een ongewoon lange en diepe stille periode en de interplanetaire magnetische velden en zonnewinddrukken zijn de laagste tot nu toe gemeten, waardoor een ongekende instroom van GCR's mogelijk is.
Wetenschappers verwachtten dat het niveau van GCR's zou dalen naarmate LRO dichter bij de maan kwam vanwege zijn baan om de kaart. Dit komt omdat GCR's uit alle richtingen in de diepe ruimte komen, maar de maan werkt als een schild en blokkeert de deeltjes erachter over ongeveer de helft van de hemel in de nabijheid van de maan.
"Maar verrassend genoeg, naarmate we dichter bij het oppervlak kwamen, ging de hoeveelheid stralingsvermindering niet zo snel als voorspeld," zei Spence. 'Het verschil is dat de maan een bron van secundaire straling is. Dit komt waarschijnlijk door interacties tussen de Galactische Kosmische Stralen en het maanoppervlak. De primaire GCR's produceren secundaire straling door atomen in het maanoppervlakmateriaal te verbrijzelen; het maanoppervlak wordt dan een belangrijke secundaire bron van deeltjes en de resulterende stralingsdosis is daardoor 30-40 procent hoger dan verwacht. ”
Maar Spence zei dat de hoeveelheid straling geen showstopper mag zijn, voor zover het toekomstige menselijke missies naar de maan betreft. De hoeveelheid straling, zelfs op zijn hoogst, is vergelijkbaar met de jaarlijkse blootstellingslimieten in de VS voor mensen met beroepsmatige blootstelling, zoals röntgentechnici of uraniummijnwerkers.
Het team wil ook zien hoe de stralingsomgeving op de maan eruit ziet tijdens een actieve zonnecyclus, maar misschien moeten ze even wachten.
"We staan te popelen om een grote zonnevlam te zien, dus we kunnen de gevaren van door de zon opgewekte kosmische straling evalueren, maar we zullen waarschijnlijk een paar jaar moeten wachten tot de zon wakker wordt", zei Spence.
Wargo zei dat de LRO-bevindingen het belang benadrukken van het betrekken van de wetenschappelijke gemeenschap voor verkenning. 'Het werk dat wordt gedaan in heliofysische gebieden is belangrijk om astronauten veilig te houden', zei hij, 'en om de activiteit van de zon en de generaties van energetische zonnedeeltjes te kunnen modelleren. Een van de 'heilige graals' zou zijn om de activiteiten van de zon te kunnen voorspellen en om 'helemaal duidelijk' te kunnen geven hoeveel dagen astronauten op een EVA zouden kunnen zijn en wat de kans is dat zonne-energetische deeltjes worden uitgezonden door de zon. Het werk dat we doen om exploratie mogelijk te maken, helpt ons wetenschappelijk inzicht.
LRO zal naar verwachting meer gegevens over de maan opleveren dan alle voorgaande orbitale missies samen.
Bron: AGU Persconferentie, persbericht
