Under uppdragen Apollo 15 och Apollo 17 till månen 1971 och 1972, astronauter borrade hål i månytan och placerade sonder där, i ett försök att mäta månens temperatur under ytan och kvantifiera hur mycket värme som rör sig från månkärnan till ytan. Men efter att de gjorde det, forskare tillbaka på jorden märkte ett konstigt fenomen. Månregoliten - det vill säga skiktet av jord och stenfragment som täcker ytan - började stiga i temperatur och fortsatte att göra det i flera år efteråt. Ingen visste varför, även om vissa forskare trodde att det kan ha orsakats av något slags naturfenomen, medan andra misstänkte att astronauterna själva kan ha utlöst det.

Det ser nu ut som om astronauterna verkligen var ansvariga. I en artikel publicerad den 25 april, 2018 i Journal of Geophysical Research, en tidskrift för American Geophysical Union (AGU), forskare använder data som hämtats från förlorade NASA-band, bilder tagna av astronauterna, bilder från en månens omloppsbana och andra register för att göra det möjligt att ökningen av månens yttemperatur kring sonderna på 1 till 2 grader Celsius - 1,8 till 3,6 grader Fahrenheit - troligen orsakades av mänsklig aktivitet.

Som detta blogginlägg av AGU -vetenskapsförfattaren Lauren Lipuma förklarade, genom att gå runt och köra en rover, astronauterna uppenbarligen störde regoliten, gör att det blir mörkare. Den där, i tur och ordning, fick månytan i dessa områden att reflektera mindre solstrålning tillbaka till rymden, och istället absorbera det, värmer ytan.

Spåra NASA -band

För att komma med bevis för att stödja detta scenario, forskare behövde göra år av vetenskapligt detektivarbete. Huvudförfattare Seiichi Nagihara, docent i geofysik vid Texas Tech University, och kollegor tillbringade år med att leta efter förlorade band med data som hade överförts från de instrument som lämnats kvar på månen.

Som Nagihara förklarar i ett mejl, de publicerade uppgifterna från Apollo värmeflödesförsök, som visade en ökning av yttemperaturen, täckte bara perioden från 1971 till 1974. Men Nagihara visste att experimentet faktiskt hade pågått till september 1977. "Jag ville veta om denna uppvärmning fortsatte till slutet, " han skriver.

Men de band som innehöll den informationen saknades. "När vi började, vi visste inte om dessa band fortfarande fanns, "Nagihara säger." Vi tillbringade ett par år med att intervjua människor som var inblandade i Apolloprogrammet och gå igenom anteckningarna och rapporterna från den perioden. "

Som Lipumas blogginlägg detaljer, forskarna upptäckte slutligen att NASA hade skapat en separat uppsättning band, speciellt för arkivering. Så småningom hittade de 440 av banden, som täcker en period från april till juni 1975, samlar damm på Washington National Records Center i Suitland, Maryland, en del av National Archives som lagrar poster från olika federala myndigheter.

Återställa data

Men det var bara början på arbetet. "Nedbrytningen av dessa band var ett allvarligt problem, "Nagihara förklarar." Vi arbetade med företag som har expertis för att återställa data från gamla nedbrutna magnetband. En annan stor utmaning var att bearbeta data som återhämtats från dessa band. Dessa band spelade in elektroniska mätningar (t.ex. spänningsavläsningar av olika sensorer) utmatning från de olika instrumenten som finns kvar på månen. Så, vi var tvungna att dela upp dem i datamängderna för de enskilda instrumenten, och sedan bearbeta dem till vetenskapligt meningsfulla tal som temperaturer. På nytt, vi gick igenom många memoarer och rapporter för att ta reda på dessa bearbetningssteg. Det tog flera år till. "

Forskarna kombinerade data från bandet med information från hundratals veckologgar från Lunar and Planetary Institute i Houston. Det gjorde det möjligt för dem att rekonstruera temperaturavläsningar för luckor i band från januari till mars 1975 och juli 1975 till februari 1976, den punkt där proberna var nära slutet av deras livscykel, enligt Lipumas blogginlägg.

När forskarna analyserade data, de fann att sonderna som var närmare ytan visade temperaturen stiga snabbare och högre än djupare begravda sonder. Det indikerade att värmen faktiskt började på ytan, snarare än under den.

The Darkened Regolith

När forskarna tittade på bilder av landningsplatserna tagna av Lunar Reconnaissance Orbiter, de såg att jorden runt platserna där astronauterna implanterade sonderna var mörkare än omgivande ostörda områden, vilket skulle minska mängden solstrålning som reflekteras tillbaka till rymden. Fotografier tagna av astronauterna under uppdragen visar också fotavtryck och andra förändringar som deras närvaro har gjort i ytan.

Walter Kiefer, en personalvetare vid Lunar and Planetary Institute och en av Nagiharas medförfattare, förklarar i ett mejl att värmeeffekten "var ganska lokaliserad. Det inträffade bara där astronauternas aktiviteter var koncentrerade, särskilt längs deras fotspår (eller roverspår), och där de utförde omfattande arbete med att samla in prover och distribuera experiment. Det största drabbade området var troligen experimentutbredningsområdet, som var 20-30 meter (66-98 fot) tvärs och arbetade mycket. Regoliten (jorden) mörkades på dessa platser, och uppvärmningen skulle långsamt föröka sig nedåt med tiden.

"Dock, områden till sidan som inte gick på skulle vara svalare och kan hjälpa till att minimera värmen som sprider sig nedåt. Av den anledningen, Jag förväntar mig att den totala effekten inte kommer att sträcka sig särskilt djupt, men vi har inte beräknat detta i detalj. "

I tidningen, forskarna noterar att framtida värmeflödesmätningar på månen bör ta hänsyn till effekten av att använda proberna. Men förutom det, uppvärmningseffekten var inte så stor förändring av månmiljön. Kiefer säger att astronauternas aktivitet kring en framtida månbas kan ha samma effekt, men att temperaturökningen skulle vara liten och förmodligen inte skulle tränga särskilt långt.

Som Nagihara förklarar, de återskapade banden innehåller data från alla instrument som Apollo -astronauterna placerade ut på månen, och det finns mer att lära av dem. "Jag använde endast data från värmeflödesförsöken, "skriver han." Banden har data från många andra experiment. Vi behandlar också data från dessa andra experiment, arkivera dem med NASA:s datalager, och göra dem tillgängliga för andra planetforskare. Till exempel, genom att analysera data från dessa band, en av mina kollegor upptäckte att det har varit fler månskalv än tidigare rapporterat. "

Joshua Bandfield, en senior forskare vid Space Science Institute i Boulder, Colo. Som inte var inblandad i studien, säger i ett mejl att uppvärmningseffekten troligen skulle bli mindre på ett framtida Mars -uppdrag. "Marsytor är vanligtvis sandiga eller dammiga och särskilt de dammiga ytorna kan komprimeras, sannolikt förändrar deras reflektivitet och värmeledningsförmåga, "skriver han." Men dessa ytor är inte på nära håll lika känsligt strukturerade och isolerande som månens jord och eventuella förändringar kommer sannolikt att vara mindre än effekterna på månytan. "