Co wiemy o Księżycu?

20 lipca przypada 50. rocznica pierwszego załogowego lądowania na Księżycu. Kiedy amerykański astronauta Neil Armstrong zszedł po drabince i postawił stopę na pokrytym pyłem Srebrnym Globie wypowiedział słynne słowa: "To jest mały krok człowieka, ale wielki skok dla ludzkości". W związku z rocznicą PAP rozmawia z ekspertami na tematy związane z eksploracją Księżyca.

Księżyc to jedyny naturalny satelita Ziemi. Z uwagi na bliskość do naszej planety był on celem badań licznych misji bezzałogowych, jak również załogowej - w ramach amerykańskiego programu Apollo, który ostatecznie zakończył się w 1972 r.

"W momencie pierwszego lądowania ludzi na Księżycu w lipcu 1969 r. wiedzieliśmy o tym ciele niebieskim naprawdę dużo. Dlatego badania, które wykonali astronauci, nie przyniosły rewolucji w nauce" - zauważa w rozmowie z PAP dyrektor Olsztyńskiego Planetarium i Obserwatorium Astronomicznego, dr Jacek Szubiakowski.

"Misja ta miała bowiem głównie znaczenie wizerunkowe i prestiżowe w obliczu zimnej wojny" - uważa fizyk. W latach 60. XX. trwał wyścig między USA a ZSRR o supremację w kosmosie.

Naukowiec dodaje, że wykonane w czasie misji Apollo badania potwierdziły wcześniejsze, liczne hipotezy, choćby te dotyczące powstania Srebrnego Globu. Obecnie uważa się, że Księżyc powstał z materiału pozostałego po uderzeniu w Ziemię protoplanety wielkości Marsa nazywanej Thea. Zdarzyło się to w bardzo wczesnej fazie ewolucji Układu Słonecznego, ok. 4,5 mld lat temu. Ziemia miała wówczas zaledwie kilkadziesiąt milionów lat.

Potwierdzenia dla tej hipotezy dostarczyły badania skał, wykonane na powierzchni Księżyca. Naukowcy przyjrzeli się zawartym w nim izotopom tlenu i porównali ich proporcje z takimi samymi izotopami na Ziemi. Jak się okazało, ich stosunek był bardzo zbliżony, co wskazuje na wspólną historię obu ciał - zaznacza naukowiec. Jądro młodej Ziemi połączyło się z jądrem ciała niebieskiego, które w nią uderzyło - tak powstała Ziemia, po której stąpamy dziś. Z resztek po tej katastrofie pozostał materiał, z którego ostatecznie uformował się znany nam Księżyc.

"W ten sposób uzyskaliśmy ostateczne potwierdzenie na to, że Księżyc nie ukształtował się w Układzie Słonecznym pierwotnie tak, jak inne planety - tylko jest ściśle związany z Ziemią" - podkreśla naukowiec.

Astronauci misji Apollo zamontowali na powierzchni Księżyca zwierciadła odblaskowe. Dzięki nim udało się bardzo precyzyjnie określić zmieniającą się odległość Srebrnego Globu od Ziemi. Pomiaru dokonywano za pomocą wysłania wiązki laserowej z Ziemi. Średnia odległość Księżyca od Ziemi wynosi 384,4 tys. km.

W poznaniu tego, co kryje się pod powierzchnią Księżyca, pomagały sejsmografy, również wykorzystane w czasie misji Apollo. Ten z misji Apollo 11 przekazywał dane przez 3 tygodnie, a kolejne nawet do września 1977 r. Jak opowiada dr Szubiakowski, dzięki analizie danych płynących z tych instrumentów poznano wewnętrzną strukturę Księżyca. Okazało się, że zewnętrzna warstwa - skorupa - sięga ok. 60-70 km w głąb. Dalej znajduje się płaszcz (astenosfera), złożony głównie z oliwinu i piroksenu. W środku Srebrnego Globu jest natomiast żelazne, stałe jądro o promieniu ok. 240 km.

Sieć sejsmografów zarejestrowała też upadek ponad 1700 meteorów na powierzchnię Księżyca. Dzięki urządzeniom oszacowano, że ważyły od pół kilograma do nawet 5 t. Instrumenty te zarejestrowały również trzęsienia Księżyca, które miały swoje źródło na głębokości 800-1000 km. Odnotowano, że następowały co miesiąc. Ich magnituda nie przekracza 2, nie były to zatem to duże wstrząsy.

Zdaniem dr. Szubiakowskiego o Księżycu już wiadomo na tyle dużo, że nadeszła pora, by wszystkie naukowe ustalenia wykorzystać w praktyczny sposób. NASA, która planuje powrót załogowej misji na Księżyc już w 2024 r. zapowiada, że zamierza wykorzystać jego lokalne zasoby do utrzymania stałej obecności na Srebrnym Globie. Zgodnie z tym planem zalegający na powierzchni pył księżycowy (regolit) ma być przetwarzany na przykład na paliwo do rakiet czy do wytwarzania tlenu.

"Pył księżycowy był dla pierwszych astronautów źródłem stresu. Obawiano się nawet, że może być bardzo głęboki i może sprawić problemy w czasie lądowania. Na szczęście te obawy okazały się płonne" - dodaje Szubiakowski.

Jednak pył zaczął sprawiać problemy - był silnie naelektryzowany i przyczepiał się do skafandrów, które nosili astronauci stąpający po Księżycu. Bardzo trudno było go usunąć. Dodatkowo członkowie misji Apollo skarżyli się na związane z nim reakcje alergiczne.

Szymon Zdziebłowski