Apa yang Bolehkah Gerhana Lunar Lakukan Untuk Sains?

Pada 20 Januari 2019, akan berlaku gerhana bulan 'Great American', di mana keseluruhannya dapat dilihat di semua 50 negeri.

Pesawat angkasa NASA's Lunar Reconnaissance telah mempelajari permukaan Bulan sejak tahun 2009.
NASA Goddard Scientific Visualization Studio

Perjalanan Bulan melalui bayang-bayang Bumi menghasilkan salah satu pemandangan yang paling dramatik dan mengagumkan di Alam. Tetapi bolehkah ia membantu kita memperdalam pemahaman kita tentang Alam?

Dr. Noah Petro adalah Scientist Projek untuk misi NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), yang telah mengorbit Bulan sejak bulan Jun 2009. Kami telah berbincang dengannya tentang apa yang dapat dilakukan gerhana bulan untuk sains dan mengapa kita harus mempelajari Bulan sama sekali.


S & T: Pertama, sedikit latar belakang. Adakah benar bahawa anda mempunyai 'momen ringan' di kolej yang membawa anda dari belajar geologi untuk mempelajari geologi planet?

NP: Ya, itu cukup banyak. Ayah saya terlibat dalam program Apollo, jadi saya sentiasa berminat dengan penerokaan angkasa dan Bulan. Kemudian, pergi ke sekolah menengah, saya mempunyai beberapa guru Sains Bumi yang hebat yang membuat saya teruja dengan geologi. Ia adalah seorang profesor di institusi sarjana saya, Bates College, yang berkata, "Nuh, anda suka ruang dan anda suka geologi. Tahukah anda anda boleh melakukan geologi benda-benda di angkasa?" Saya fikir, oh betul? Dan itulah itu.

S & T: Sekarang 20 tahun kemudian, dan anda berpusat di Goddard Space Flight Center yang bekerja pada misi LRO. Apakah hasil yang paling penting dari misi itu?

NP: Itulah soalan sukar untuk dijawab kerana kita banyak belajar. LRO telah berada di Bulan selama hampir sembilan tahun sekarang, dan tiada misi yang pernah dikendalikan di Bulan sepanjang itu. Kami sentiasa menulis semula pemahaman kami tentang bagaimana kerja Bulan dan perubahan. LRO telah membuat pengukuran untuk mengekang kadar di mana impak baru terbentuk di permukaan Bulan. Kita boleh memaparkan volatiles pada permukaan lunar, termasuk air. Kita boleh melihat Bulan dengan kamera resolusi tinggi dan melihat ciri-ciri yang belum pernah kita lihat sebelumnya. Kami telah mengenal pasti deposit gunung berapi yang nampaknya sangat muda: puluhan juta tahun bertentangan dengan berbilion tahun. LRO telah memasuki era baru sains lunar.

Dari galeri kami: Gerhana bulan pada 31 Januari, 2018.
Bill McGrath

S & T: Semasa gerhana bulan, permukaan Bulan pergi dari cahaya matahari terang ke kegelapan dan kembali lagi dalam beberapa jam sahaja. Bagaimanakah saintis menggunakan ini untuk mengetahui lebih lanjut tentang Bulan?

NP: Kita boleh menggunakan instrumen termal untuk melihat bagaimana suhu permukaan Bulan berubah. Sesiapa yang pernah ke pantai tahu bahawa pasir benar-benar panas pada hari yang panas, dan, apabila ia sejuk, ia menyejukkan dengan cepat. Oleh itu, kita dapat menyimpulkan sifat-sifat regolith Bulan permukaan Bulan berdasarkan seberapa cepat atau perlahan ia menyejukkan.

S & T: Ini dilakukan dengan instrumen di papan LRO, ditambah teleskop di Bumi ...?

NP: Dalam jumlah gerhana yang paling baru-baru ini kami tidak menggunakan instrumen di atas kapal kerana kapal angkasa lebih tua dan kami bimbang tentang apa yang akan terjadi pada bateri. Kami mengecas semula bateri menggunakan kuasa solar, dan ketika kami berada dalam gerhana, kami berada dalam kegelapan untuk tempoh masa yang panjang. Jadi kami tidak mahu hanya meninggalkan instrumen dan mengalirkan bateri. Apa yang kita buat sekarang ialah kita membuat pemerhatian semasa gerhana separa, apabila kapal angkasa berada dalam kegelapan untuk tempoh masa yang lebih singkat. Kita masih boleh membuat ukuran bumi jika ia jelas di mana sahaja teleskop.

S & T: Bagaimanakah anda memilih kawasan Bulan untuk belajar semasa gerhana?

NP: Itulah soalan yang baik. Dengan pemerhatian dari LRO kita pada dasarnya melihat apa yang akan berada di bawah kapal angkasa semasa orbit tertentu semasa gerhana. Untuk pemerhatian teleskopik kita tidak mempunyai batasan yang sama, jadi kita dapat menunjukkan di mana sahaja kita mahu. Kami tahu ciri-ciri menarik di Bulan, sama ada ciri gunung berapi tertentu atau kawah kecil yang segar. Terdapat cukup kawah impak baru saiz perantaraan yang dapat kita lihat dari Bumi yang menjadikan sasaran yang berbaloi. Dan, pada akhirnya, kita dapat melihat ciri ini, dan kemudian kita akan melihat di sini. Kita boleh bergerak di kawasan-kawasan yang menarik apabila gerhana berlaku. Perkara yang baik tentang gerhana bulan adalah bahawa mereka berjalan lancar. Tiada apa yang anda perlu bergerak dengan cepat.

S & T: Kenapa penting untuk mengetahui lebih lanjut mengenai permukaan Bulan?

NP: Mari ambil tiga langkah ke belakang. Bayangkan jika benua baru muncul di Bumi yang mendedahkan proses terawal yang berlaku di dalam sistem solar. Kami benar-benar mahu mengetahui segala-galanya tentang tempat itu. Nah, itu adalah Bulan. Ia adalah tiga hari lagi - ia mengambil angkasawan Apollo tiga hari untuk sampai ke Bulan - dan itu adalah mengenai saiz Afrika dari segi kawasan tanah. Dan Bulan sendiri merekodkan proses-proses yang mempengaruhi keseluruhan sistem suria: kawah, gunung berapi, tektonisme, interaksi dengan persekitaran ruang, semuanya direkodkan pada permukaan bulan. Setiap benua di sini di Bumi, beberapa ciri di benua itu memberitahu kita tentang bagaimana bumi berfungsi. Bulan adalah hebat kerana ia memberitahu kita tentang bagaimana planet berfungsi.

Jadi di sini di halaman belakang kami, kami telah mendapat gambaran spektrum jenis objek yang penuh dalam sistem solar kami, selain daripada gergasi gas. Kami mempunyai Bumi, dengan air dan suasana, dan kita mempunyai Bulan, dengan dasarnya tiada suasana dan tiada air - ada air di Bulan, tetapi tidak ada sungai dan lautan dan benda-benda seperti itu. Dan jika rekod di Bumi tidak wujud, kita menggunakan Bulan untuk memahami apa yang berlaku pada objek lain.

S & T: Apa pemikiran akhir untuk pembaca S & T menjelang gerhana yang akan datang?

Imej komposit bagi fasa Gerhana Lunar dari galeri kami
wcreech

NP: Kita tidak boleh memandang rendah betapa pentingnya menunjuk kepada orang kenapa melihat langit sangat mengagumkan. Sama ada semasa gerhana apabila Bulan bertukar menjadi merah, atau pada malam yang jelas apabila Bulan kelihatan seperti cara Bulan sentiasa kelihatan, gunakan peluang yang kita perlu untuk mendapatkan orang yang melihat Bulan, ingin tahu tentang Bulan, teruja mengenainya .

Saya juga harus menunjukkan - kerana saya tahu orang-orang di sini di Goddard mahu saya! - bahawa pada bulan Oktober kita mempunyai Antarabangsa kami Mengamati Malam Bulan. Dan, sudah tentu, kita mempunyai semua ulang tahun Apollo bermula tahun ini. Jadi itu adalah beberapa tahun yang hebat untuk Bulan yang datang.


Bacaan lanjut

Sky & Telescope Roger Sinnott membincangkan Projek Berguna untuk Gerhana Bulan: "Anda tidak memerlukan apa-apa tetapi langit yang jelas dan beberapa peralatan yang sangat sederhana." (Tetapi ingat bahawa gerhana bulan boleh - dan harus - dapat dinikmati tanpa sebarang alat pemerhatian sama sekali: "buat sedikit masa untuk duduk dan menikmati gerhana!")