Czy praca na Księżycu będzie bezpieczna z uwagi na meteoroidy?

Astronauci wybierający się na Księżyc zmierzą się z trzema głównymi źródłami zagrożeń a to: promieniowaniem, zmniejszoną grawitacją, regolitem a dodatkowo meteoroidami. Największym problemem wielokrotnie już opisywanym w literaturze jest promieniowanie oraz zmniejszona grawitacja a mniej opisywanym meteoroidy.

REKLAMA

Kosmos może nas zabić. Każdy, kto odważy się wyjść poza górną atmosferę naszego świata, umrze boleśnie bez systemu podtrzymywania życia. Nawet przy odpowiednim systemie podtrzymywania życia, słońce może nadal zabijać astronautów, jeśli wypuszczają się w niewłaściwym momencie i gdy znajdują się poza ochronną bańką magnetosfery. Przestrzeń kosmiczna też może nas zabić nawet z daleka, gdyż cząsteczki i promieniowanie pochodzące z eksplodujących gwiazd i aktywnych galaktyk stają się niebezpieczne, gdy dotrą do naszego sąsiedztwa szkodliwe promienie kosmiczne, które może rozdzierać DNA w szwach, wywołując raka i inne choroby. Chroni nas gęsta atmosfera Ziemi i silne pole magnetyczne. Księżyc jest jednak pozbawiony powietrza, a jego pole magnetyczne jest bardzo słabe, więc nie ma osłony. Najbardziej oczywistym rozwiązaniem problemu wysokiego poziomu promieniowania na powierzchni Księżyca jest unikanie przebywania tam. Naukowcy twierdzą, że podziemne siedliska mogą chronić mieszkańców księżyca przed wieloma szkodliwymi cząsteczkami. Odwiedzający Księżyc powinni zaplanować budowę siedlisk co najmniej 80 centymetrów pod powierzchnią gruntu. Ryan Watkins, fizyk z Planetary Science Institute, wyobraża sobie ludzi żyjących w rurach lawowych, które są pustymi osadami pozostawionymi przez pradawne przepływy magmy. „To rodzaj podwójnego zabepieczenia, ponieważ nie tylko ochroni cię przed promieniowaniem, ale także przed uderzeniami mikrometeoroidów”. Nawet jeśli astronauci mogą uniknąć narażenia na promieniowanie i degeneracji mięśni, powierzchniowa gleba księżyca zwana regolitem sama w sobie stanowi kolejny trudny problem. Regolit składający się z poszarpanych, mikroskopijnych odłamków skały pył księżycowy jest podobny jak najbardziej ścierny i drażniący talk, który dostaje się do wszystkiego, od płuc astronautów po maleńkie części maszyn i szczeliny strukturalne. Lata na gruntem również, gdy statek kosmiczny ląduje lub startuje, zamieniając strefy lądowania w „chmury” tego ostrego kurzu.

Dodatkowym zagrożeniem, które warto właśnie omówić są meteoroidy. NASA przygotowuje się do wysłania ludzi z powrotem na Księżyc do 2025 roku, a pewnego dnia założy bazę krążącą wokół Księżyca lub na jego powierzchni, więc ważniejsze niż kiedykolwiek jest zrozumienie częstotliwości, z jaką nasz naturalny satelita doświadcza uderzenia meteoroidów. Ile obiektów codziennie uderza w księżyc? A ile co roku? Kiedy NASA wysłała ludzi na Księżyc w 1969 roku, jednym z wielu zagrożeń, których agencja musiała się spodziewać, były kosmiczne skały wnikające w skafandry kosmiczne lub sprzęt astronautów. W przeciwieństwie do Ziemi, która ma ochronną atmosferę, w której meteoroidy zwykle ulegają zniszczeniu, Księżyc jest podatny na wszelkie skały, a nawet drobinki, które wirują w kosmosie. Na szczęście astronauci nie byli zbytnio zagrożeni, według Billa Cooke’a, szefa NASA Meteoroid Environment Office w NASA Marshall Space Flight Center w Alabamie. „Szanse, że astronauta zostanie uderzony przez obiekt wielkości milimetra, wynoszą około 1 do 1 miliona na godzinę na osobę” – powiedział Cooke dla magazynu Live Science. Przy czym milimetr to największy meteoroid, jaki musi być, aby przebić się przez skafander astronauty. W przypadku impaktorów mniejszych niż milimetr, liczby nie można dokładnie określić ilościowo, ale Cooke szacuje, że od 11 do 1100 ton tj. 10 do 1000 ton metrycznych, pyłu zderza się z księżycem codziennie. W przypadku większych skał szacunki są jaśniejsze. „Dziennie w Księżyc uderza około 100 meteoroidów wielkości piłeczki pingpongowej” – powiedział Cooke. To daje około 33 000 meteoroidów rocznie. Pomimo niewielkich rozmiarów, każda z tych skał wielkości piłki pingpongowej uderza w powierzchnię z siłą 3,2 kilograma dynamitu. Większe meteoroidy też trafiają na Księżyc, ale rzadziej. Cooke szacuje, że większe meteoroidy, takie jak te o średnicy 2,5 metra, uderzają w Księżyc mniej więcej co cztery lata. Obiekty te uderzają w Księżyc z siłą kilotony, czyli 1000 ton TNT. Księżyc ma około 4,5 miliarda lat, nic więc dziwnego, że jego powierzchnia jest pokryta wszelkiego rodzaju kraterami powstałymi w wyniku tych uderzeń. Naukowcy badają uderzenia księżyca na kilka różnych sposobów. Z powierzchni Ziemi naukowcy kierują teleskopy w stronę Księżyca, aby obserwować zderzenia. Według NASA meteoryty mogą uderzać w powierzchnię z prędkością 45 000 do 160 000 mil na godzinę tj. 20 do 72 kilometrów na sekundę. Przy czym uderzenie takie wytwarza błysk światła, który można obserwować z Ziemi. Naukowcy mogą również użyć statku kosmicznego krążącego wokół samego Księżyca, takiego jak Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), do obserwacji kraterów pozostawionych przez uderzenia. Ponieważ meteoroidy poruszają się tak szybko, to nawet 5-kilogramowy meteoroid może pozostawić krater o średnicy 9 metrów i rozrzucić 75 000 kg księżycowej gleby i skał po powierzchni księżyca, według NASA. Statek kosmiczny LRO może z łatwością dostrzec te kratery po ich utworzeniu. Warto wspomnieć, że za wszystkie „dziury” po ciemnej stronie księżyca odpowiada starożytna kolizja. Jedna strona księżyca jest zaśmiecona znacznie większą liczbą kraterów niż druga, a naukowcy w końcu od niedawna wiedzą, dlaczego. Otóż jak wykazały te badania to masywna asteroida, która uderzyła w księżyc około 4,3 miliarda lat temu, spowodowała spustoszenie w płaszczu księżyca. Według Międzynarodowej Unii Astronomicznej, ponad 9000 widocznych kraterów pokrywa Księżyc na przestrzeni miliardów lat. Jednak te kratery nie są równomiernie rozmieszczone na powierzchni Księżyca. Druga strona Księżyca, której ludzie nigdy nie widzą z Ziemi, ponieważ Księżyc jest pływowo zablokowany, co oznacza, że Księżyc potrzebuje tyle samo czasu na obrót i okrążenie Ziemi, ma znacznie większą koncentrację kraterów niż widoczna bliższa strona . Bliższa strona Księżyca ma mniej wgłębień, ponieważ powierzchnia pokryta jest księżycowymi morzami, rozległymi połaciami stałej lawy, które gołym okiem możemy zobaczyć na Ziemi jako ciemne plamy na Księżycu. Te pola lawy prawdopodobnie zakryły kratery, które w innym przypadku oznaczałyby bliską stronę księżyca. Po drugiej stronie księżyca prawie nie ma księżycowych mórz, dlatego jej kratery są nadal widoczne. Naukowcy od dawna podejrzewali, że księżycowe morza uformowały się w wyniku potężnej kolizji około 4,3 miliarda lat temu. Ta kolizja stworzyła basen Biegun Południowy-Aitken, ogromny krater o maksymalnej szerokości około 2574 km i maksymalnej głębokości 8,2 km, który jest największym wgłębieniem na Księżycu i drugim co do wielkości potwierdzonym kraterem uderzeniowym w Układzie Słonecznym. Jednak do tej pory naukowcy nie byli w stanie wyjaśnić, dlaczego tylko bliższa strona księżyca ma pola lawy. Nowe badanie wykazało, że uderzenie stworzyło wyjątkowe zjawisko wewnątrz płaszcza księżyca, warstwę magmy pod skorupą, która wpłynęła tylko na jego bliższą stronę. Naukowcy wiedzieli już, że pola lawy w pobliżu pochodzą z płaszcza księżyca, ponieważ próbki księżycowe przywiezione przez misje Apollo zawierały radioaktywne, wytwarzające ciepło pierwiastki, takie jak potas, fosfor i tor, które, jak się podejrzewa, występują w obfitości w płaszczu księżycowym. Innymi słowy, kiedy kosmiczna skała zderzyła się z księżycem, lawa z płaszcza wylała się na jego bliższą stronę, grzebiąc wiele starszych kraterów uderzeniowych.

Chociaż Księżyc doświadcza wielu uderzeń rocznie, niekoniecznie wyklucza to obecność człowieka. Biorąc pod uwagę, że powierzchnia Księżyca wynosi około 38 milionów kilometrów kwadratowych, to wg wyliczeń – „jeśli wybierzesz kawałek ziemi o powierzchni kilometra kwadratowego, to raz na tysiąc lat uderzy w niego jeden z tych meteoroidów wielkości ping ponga”. Co ciekawe a warte wspomnienia jest też to, że nawet niewielki meteoroid jest w stanie wbić się na tyle w księżycowy grunt, by wypuścić wodę z otaczającego uderzenie rejonu. Kiedy rój takich meteoroidów zacznie spadać na Księżyc, efekt możemy zaobserwować instrumentami stacji kosmicznych na orbicie Księżyca. Około ⅔ uwolnionej w ten sposób wody ucieka z egzosfery w przestrzeń kosmiczną, a pozostała część wraca na powierzchnię.( https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/ksiezyc-traci-tony-wody-przez-roje-meteoroidow )

Wielu postrzega Księżyc jako podobny do Antarktydy, na której znajduje się wiele międzynarodowych stacji naukowych. Dostęp jest trudny i niebezpieczny, ale ludzie docierają tam cały czas, jeżdżąc w małych zespołach.

Prywatne korporacje, należące do akcjonariuszy lub kilku właścicieli, mogą mieć inną tolerancję na ryzyko niż agencja rządowa, która odpowiada przed wieloma instytucjami rządowymi, dlatego też rządy chętnie zaczynają współpracować z korporacjami. Nadto postępuje bardzo szybko rozwój technologiczny budowy kombinezonów, zabezpieczeń statków kosmicznych oraz wielu urządzeń z tym związanych.

Szanse na bezpieczną pracę na Księżycu pomimo wielu niebezpieczeństw rokują się dobrze dla przyszłych odkrywców oraz pracujących tam korporacji czy też ich statków kosmicznych i budowli. Już za trzy lata powinniśmy być świadkami powrotu człowieka na Księżyc a następnie rozpoczęcia ery eksploatacji jego bogactw mineralnych.

Źródła: