„Apollo“ mokslas

„Apollo 11“ atrado naują žvalgymo pagrindą, tačiau pakeliui į šią ir vėlesnes misijas, nusileidžiančias Mėnulyje, NASA išspausdino tiek mokslo, kiek galėjo.

Nuo 1961 m. Prezidento Johno F. Kennedy mandato iki momento, kai „Apollo 17“ pasitraukė iš Mėnulio 1972 m., „Apollo“ buvo apie geopolitiką. Nepaisant to, NASA iš programos pašalino kiek įmanoma daugiau mokslo tiek kosmose, tiek Mėnulyje, o mokslo kiekybė ir kokybė tik didėjo vykdant misijas.

Kai „Apollo 11“ pristatė Neilą Armstrongą ir „Buzz Aldrin“ į mėnulio paviršių, misija buvo „Apollo“ inžinerijos etapo kulminacija. Vis dėlto per savo mėnulio kelią Armstrongas ir Aldrinas rinko geologinius pavyzdžius, moksliškai labai naudingus pavyzdžius, kurie informuotų mokslininkus apie Mėnulio istoriją ir sudėtį bei padėtų NASA įsitikinti, kad mėnulio paviršiuje trūksta organizmų, kurie galėtų kelti pavojų sausumos gyvybei. Armstrongas ir Aldrinas taip pat sukūrė supaprastintą instrumentų rinkinio versiją - Apollo mėnulio mokslo eksperimentų paketą (ALSEP) -, kuris bus dislokuotas vėlesnėse misijose.

„Buzz Aldrin“ dešinėje rankoje nešioja lazerinį atšvaitą, o kairėje - seismometrą.
NASA

„Apollo 11“ įgula padarė gerą žingsnį, tačiau įvykdžius JFK įgaliojimus, mokslas vaidins didesnį vaidmenį pradedant „Apollo 12“, kai misijos vadas Pete'as Conradas ir mėnulio modulio pilotas Alanas Beanas dvi dienas praleido mėnulio paviršiuje, kiekvieną dieną atlikdami mėnulio taką ir surinkę daugiau medžiagos, nei turėjo jų pirmtakai.

Alanas Beanas diegia dalį ALSEP paketo. (Techninę informaciją apie vaizdą skaitykite čia.)
NASA

Vėliau, pradedant nuo „Apollo 15“, kiekviena nusileidimo įgula tris dienas vedė mėnulio takus, važiuodama mėnulio vežimėliu, norėdama įveikti didesnius atstumus, tyrinėjimo metu, kurie buvo ypač sunkūs lauko geologijoje. Norėdami tai panaikinti, ekipažai gavo šimtus valandų mokymo, suteikdami jiems lygų geologijos magistro laipsnį - išskyrus Harrisono „Jacką“ Schmittą iš „Apollo 17“, kuris jau turėjo daktaro laipsnį. geologijoje. Įpusėjus šiam procesui, NASA pradėjo sudužti Saturno S-IVB ir Mėnulio modulio pakilimo į Mėnulį etapais, sukeldama mėnulio drebėjimus, kurių poveikis seismometrams - įtrauktas į ALSEP stotis - atskleis informaciją apie Mėnulio vidų.

Poveikio svarba

NASA astrogeologijos programos įkūrėjas buvo Eugenijus Shoemakeris, kuris iškilo, kai parodė, kad Barringerio krateris Arizonoje buvo smūgio, o ne vulkanizmo padarinys. Išvada sustiprino mintį, kad mėnulio krateriai, baseinai ir kiti mėnulio ypatumai taip pat buvo išpjaustyti smūgio įvykiais.

Artima Mėnulio pusė (kairė) ir tolima pusė, kurią užfiksavo „Lunar Reconnaissance Orbiter Camera“. Ovalas nurodo Pietų ašigalio-Aitkeno baseino, vieno iš didžiausių saulės sistemos poveikio baseinų, vietą.
NASA / Arizonos valstijos univ.

Ištyrę kumelės (žemumos) ir žemės (aukštumos) regionų pavyzdžius, mokslininkai patvirtino, kad smūgiai buvo dominuojanti jėga, formuojanti Mėnulio paviršių, taip pat visų vidinių planetų paviršių prieš milijardus metų. Atlikdami mėginius iš mokslininkų, mokslininkai taip pat sugebėjo sukalibruoti kraterių nustatytus amžiaus įvertinimus, o tai leido jiems nustatyti vietas, iš kurių jie negalėjo rinkti mėginių, įskaitant krateriais uždengtas kitų planetų vietas.

„Apollo“ mokslas apėmė daugybę temų: mėnulio dulkių analizė, mėnulio išteklių potencialas, fotografija ir mėnulio žemėlapių sudarymas, Mėnulio pasaulietinis pagreitis, kuris jį palaipsniui nutolina nuo žemės, žemyno dreifas Žemėje, kosminė medicina ir radiacijos biologija. Bet smūgio svarba buvo pagrindinė išvada, išsklaidžiusi daugybę senų klausimų apie Mėnulį. Pvz., Vienas iš tokių klausimų buvo, kodėl marija atrodo tamsesnė už terasą?

Šis roko mėginys iš „Apollo 15“ visų pirma yra bazaltas.
NASA / Johnsono kosminis centras

„Apollo“ mėginių analizė patvirtino, kad marija buvo uždengta bazaltu, ir tai rodo, kad lava pasklido po naujausių smūgių, kurie plutą sukrėtė pakankamai giliai, kad magną galėtų išlaisvinti apvalkalas.

Mėnulio kilmė

„Apollo“ tyrimuose taip pat buvo nagrinėjamas Mėnulio kilmės klausimas. Kai 1969 m. Armstrongas, Aldrinas ir Michaelas Collinsas pasiekė Mėnulį, trys pagrindinės hipotezės egzistavo beveik šimtmetį. Viena iš jų buvo bendro akcentavimo hipotezė, teigianti, kad Mėnulis ir Žemė susiformavo kartu erdvėje ir todėl buvo chemiškai identiški. Tačiau mėnulio mėginiai, kuriuos „Apollo“ astronautai atnešė atgal į Žemę, parodė, kad Mėnulyje buvo palyginti geležies. Ankstyva analizė taip pat parodė, kad „Apollo“ mėginiuose nebuvo lakiųjų junginių, tokių kaip vanduo.

Kaip alternatyva, kai kurie mokslininkai pasiūlė, kad Žemė užfiksavo Mėnulį, kuris iš pradžių susidarė kaip atskiras kūnas mūsų planetos apylinkėse. Iš tikrųjų „Apollo“ pavyzdžių analizė rodo, kad deguonies izotopų santykis abiejuose kūnuose sutampa, ir tai yra neabejotinai tvirti įrodymai, kad abu pasauliai susiformavo maždaug tuo pačiu atstumu nuo Saulės. Tačiau Mėnulio geležies trūkumas ir lakiųjų medžiagų trūkumas tvirtina, kad ji negalėjo savarankiškai susiformuoti Žemės apylinkėse.

Aštuntajame dešimtmetyje mokslininkai pasiūlė, kad Marso dydžio objektas galėjo susidurti su Žeme ir išmesti pakankamai medžiagos į orbitą, kad sukurtų Mėnulį.
Don Davisas / Naujoji Saulės sistema

Galų gale šie trūkumai lėmė milžinišką smūgio hipotezę, pirmą kartą pasiūlytą 1975 m. Idėja yra ta, kad Marso dydžio planeta, pasivadinusi Theia, paveikė ankstyvąją Žemę po to, kai abu pasauliai jau buvo išsirikiavę iš Saulės protoplanetinio disko. Jie turėjo pakankamai laiko atsiskirti į plutą, apvalkalą ir šerdį. Kai Theia užklupo Žemę, abiejų pasaulių šerdys suteikė mūsų planetai geležies. Tuo tarpu smūgio šiukšlės, daugiausia susidariusios iš smogtuvo apvalkalo, būtų įkaitusios iki aukštos temperatūros, išvirdamos lakias medžiagas kaip vanduo, ir tai paaiškino akivaizdų lakiųjų medžiagų trūkumą „Apollo“ mėginiuose.

Tačiau aštuntajame dešimtmetyje „Apollo“ pavyzdžių analizė nesibaigė - kai kurie pavyzdžiai buvo skirti vėlesniems tyrimams, kurių technologijos dar nebuvo. 2000-ųjų pradžioje analizuojant mėnulio mėginius iš „Apollo 15“ ir „17“, paaiškėjo, kad nedideliais kiekiais yra vandens. Nuo to laiko mokslininkai pakeitė milžiniško smūgio hipotezę, kad būtų atsižvelgiama į vandens buvimą ir kitas išvadas. Tačiau tokios modifikacijos daro milžiniško poveikio hipotezę vis sudėtingesnę. Ekstremaliau vertinant Mėnulio susidarymą, 2017 m. Buvo pristatyta sinezijos hipotezė - scenarijus, pagal kurį milžiniškas smūgis išgarino visą ankstyvąją „Žemę“, kuri vėliau susiliejo į Mėnulį ir dabartinę mūsų Žemę. Šis scenarijus nepaaiškina vandens „Apollo 17“ ir 15 pavyzdžiuose, tačiau iškyla kitos naujos hipotezės. Pavyzdžiui, daugybinė nedidelio poveikio hipotezė leistų vandeniui augančiame Mėnulyje.

Ši menininko koncepcija parodo karštą, išlydytą mėnulį, kylantį iš sinestezijos - milžiniškos besisukančios spurgos iš išgarintos uolienos, susidariusios susidūrus planetos dydžio objektams. Sinestija kondensuojasi, kad suformuotų Žemę.
Sarah Stewart

Ateinančiais metais naujos mėnulio misijos suteiks daugiau informacijos, galbūt to pakaks atsakyti į senatvės klausimą, kaip atsirado natūralus Žemės palydovas.