Astronaut Harrison Schmitt använder en justerbar provtagningsskopa för att hämta månprover under Apollo 17-uppdraget i december 1972. Nyrestaurerade måndataband visar att Apollo-astronauternas aktivitet värmde månens yta något. Kredit:NASA.
Efter åtta år med att återställa förlorad måndata från Apollo-uppdragen, Forskare rapporterar i en ny studie att de har löst ett årtionden gammalt mysterium om varför månens underyta värmdes upp något under 1970-talet.
Forskare har undrat över orsaken till uppvärmningen sedan strax efter att Apollo-uppdragen startade, när astronauter satte in sonder på månen för att mäta värmen som kom från dess inre.
De förlorade databanden som återhämtades av forskarna fyllde ett rekordstort tomrum under 1970-talet och hjälpte forskarna att identifiera källan till uppvärmningen som Apollo-astronauterna själva.
Astronauterna störde månens ytjord genom att gå och köra en rover på den. Som ett resultat, månen reflekterade mindre av solens ljus tillbaka till rymden, vilket höjde månens yttemperatur med 1-2 grader Celsius (1,8-3,6 grader Fahrenheit) där den stördes.
De nya rönen visar att det är nästan omöjligt att placera ut astronauter eller instrument på månen utan att störa dess ytmiljö, information som kan vara värdefull för framtida månuppdrag, enligt forskarna som publicerade en ny studie som beskriver resultaten i Journal of Geophysical Research :Planeter, en tidskrift från American Geophysical Union.
"I processen att installera instrumenten kan du faktiskt hamna i att störa den termiska ytmiljön på den plats där du vill göra några mätningar, " sa Seiichi Nagihara, en planetforskare vid Texas Tech University i Lubbock, Texas och huvudförfattare till den nya studien. "Den typ av övervägande går verkligen in på utformningen av nästa generation av instrument som en dag kommer att användas på månen."
Mätning av månens värme
Till vänster:Det här fotografiet av astronauten James Irwin visar borrstammen och kabeln till Apollo 15 värmeflödessond 1 som sticker ut från marken. Runt borrstammen, astronauternas fotspår kan ses. Till höger:Det här fotografiet av astronauten Harrison Schmidt visar borrstammen och kabeln till Apollo 17 Probe 2 som sticker ut från marken. Kredit:NASA
Under Apollo 15 och 17 uppdragen 1971 och 1972, astronauter satte in sonder för att mäta månens underjordiska temperatur och försökte kvantifiera hur mycket värme som rör sig från månens kärna till dess yta. Forskare förväntade sig att dessa värmeflödesmätningar skulle berätta för dem om månens kärna var varm som jordens och hur mycket värme stenarna i dess skorpa och mantel kunde generera.
Sonderna mätte temperaturer på månens yta och några meter ner i dess underyta från 1971 till 1977. Den råa temperaturdatan överfördes till NASA Johnson Space Center i Houston, där det spelades in på magnetband med öppen rulle. Tekniker gav sedan banden till forskare som var involverade i uppdraget som analyserade data och arkiverade dem.
Men när värmeflödesexperimenten avslutades 1977, endast band från 1971 till 1974 arkiverades på National Space Science Data Center, NASA:s rymdforskningsuppdragsdataarkiv vid Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Resten av banden, förmodligen fortfarande med forskarna som analyserade dem, arkiverades aldrig, och de flesta har gått förlorade sedan dess.
2010, Nagihara och flera kollegor bestämde sig för att spåra de förlorade värmeflödesdata från 1975 till 1977 för att svara på några utestående frågor. Ett långvarigt mysterium var varför månens underjordiska temperatur gradvis ökade under åren efter att värmeflödessonderna sattes ut.
Planetforskare diskuterade orsaken till denna oförklarade uppvärmning i flera decennier. Vissa misstänkte att det berodde på astronauternas aktivitet, medan andra trodde att det kunde ha berott på förändringar i månens omloppsbana eller överskott av strålning från jorden.
Att lösa värmemysteriet
En Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC) bild av närheten av Apollo 17-landningsplatsen. Observera att ytan runt utbyggnadsplatsen för månytans experiment är mörkare än omgivningen. Kredit:NASA
När forskarna började leta efter de saknade uppgifterna, de upptäckte att NASA hade skapat en separat uppsättning band speciellt för arkivering. De hittade 440 av dessa arkivband, med uppgifter från april till juni 1975, samlar damm på Washington National Records Center i Suitland, Maryland, som lagrar register från flera amerikanska federala myndigheter.
Vid Lunar and Planetary Institute i Houston, forskarna återfann hundratals veckologgar som registrerade temperaturavläsningar från värmeflödessonderna från 1973 till 1977. Dessa loggar hjälpte forskarna att rekonstruera temperaturavläsningarna för de tider som inte täcktes i arkivbanden – januari till mars 1975, och juli 1975 till februari 1976, när instrumenten började nå slutet av sitt funktionella liv.
Det tog forskarna flera år att extrahera data från de decennier gamla banden och flera år till att analysera deras innehåll, inklusive återställning av dokument som beskriver hur varje sond kalibrerades och hur man bearbetar data som varje sond registrerade.
De saknade banden och de veckovisa prestationsloggarna gav forskarna tillräckligt med ny information för att peka ut en trolig orsak till den mystiska uppvärmningen. Sonderna närmare ytan såg ett större temperaturhopp och såg det snabbare än sonderna djupare ner, vilket tyder på att värmen startade från ytan och rörde sig nedåt.
Forskarna parade också ihop de nya uppgifterna med bilder av månens yta från Lunar Reconnaissance Orbiter. Bilderna visar astronauternas aktivitet störde ytmiljön vid deras landningsplatser, som förmörkade månjorden i dessa områden. Mörkare jord absorberar mer ljus från solen, vilket gör det varmare, och forskarna misstänker att det är det som orsakade uppvärmningen.
"Det krävs inte mycket störning för att få den där mycket subtila uppvärmningen på ytan, "Så analys av historiska data tillsammans med de nya bilderna av månen hjälpte oss verkligen att karakterisera hur ytan värmdes."
Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.
