Jak trzęsienia Księżyca mogą wpłynąć na misję Artemis

Zdjęcie w tle: NASA

Dzisiaj Księżyc może się wydawać spokojny, jednak jest pełen pozostałości z czasów, kiedy był znacznie bardziej aktywny. Około trzech miliardów lat temu dochodziło do częstych trzęsień Księżyca. Dowodem na tę aktywność są wrinkle ridges (z ang. zmarszczki grzbietowe), które powstały, gdy lawa bazaltowa osunęła się i osiadła w środku zagłębień tak zwanych mórz (dużych ciemnych równin pokrytych bazaltem).

Choć na Księżycu nie ma już aktywnych wulkanów, może się okazać, że wciąż jest bardziej aktywny geologicznie, niż się wydaje. W ostatnich latach badania powierzchni mórz doprowadziły do odkrycia nowego obiektu geologicznego, który nazwano small mare ridges (SMR, z ang. małe grzbiety mórz). Według tych badań struktury te powstały niedawno, co sugeruje, że Księżyc nadal wykazuje pewien stopień aktywności tektonicznej. Zespół naukowców ze Smithsonian Institution w Waszyngtonie oraz Uniwersytetu Maryland w College Park w styczniu 2025 roku opublikował w The Planetary Science Journal najbardziej obszerne badanie SMR. Przedstawili dowody na obecnie występującą aktywność tektoniczną, która może wpłynąć na przyszłe misje księżycowe.

Uznaje się, że SMR powstają przez kurczenie się satelity. Jądro Księżyca powoli się ochładza, wskutek czego bardzo powoli się kurczy (około o 50 metrów w ciągu ostatnich kilkuset milionów lat). Ponadto pływy wywołane przez zmienną siłę grawitacji podczas obiegu Księżyca po eliptycznej i pochylonej orbicie oraz ochładzanie się mórz księżycowych mogą znacząco wpływać na formowanie się tych struktur.

Do tej pory badania były prowadzone tylko na widocznej stronie Księżyca, ponieważ na drugiej stronie znajduje się znacznie mniej mórz (nazwano tylko dwa: Mare Engenii i Mare Moscoviense). Po niewidocznej stronie skorupa jest grubsza, przez co erupcje wulkanów, które stworzyły morza, wydarzyły się później. Właściwie badanie tam SMR nie miałoby sensu, gdyby nie istnienie ogromny krater uderzeniowy (basenu Biegun Południowy – Aitken). Mieści w sobie wiele niewielkich mórz, dzięki czemu udało się rozszerzyć badania SMR na większy obszar Księżyca.

The Planetary Science Journal: Recent Tectonic Deformation of the Lunar Farside Mare and South Pole–Aitken Basin

Rozkład SMR na powierzchni Księżyca.

Zespół badaczy, Cole Nypaver i Thomas Waters z Smithsonian Institution oraz Jaclyn Clark z Uniwersytetu Maryland, do swojego badania użył portalu LROC QuickMap. Jest to publicznie dostępna strona internetowa, która zawiera wysokiej jakości skany powierzchni Księżyca wykonane przez Lunar Reconnaissance Orbiter NASA. W wyniku ich analizy zidentyfikowano 266 SMR po ciemnej stronie, co stanowi około jedną czwartą tego, co na widocznej stronie Księżyca.

Do określenia wieku SMR użyto kilku metod. Jedną z nich było liczenie pobliskich kraterów – im mniejsza ich liczba, tym młodsza musiała być powierzchnia, bo nie zdążyłaby być bombardowana przez meteoryty. Drugą metodą było badanie niewielkich kraterów, przez które przechodziły SMR. Małe kratery są zasypywane szybciej niż większe, więc jeżeli znajduje się w nim SMR to oznacza, że grzbiet jest geologicznie młody. W basenie Biegun Południowy – Aitken oraz w kraterach Bolyai i Aitken odkryto odpowiednio 13, 20 i 32 małe kratery przecięte przez SMR. Porównując przewidywane długości życia kraterów, oszacowano, że tamtejsze SMR powstały odpowiednio 110, 14 i 34 miliony lat temu. Takie liczby mogą się wydawać ogromne, jednak w skali istnienia Księżyca (4,6 miliarda lat) jest to naprawdę niewiele. Oznacza to, że Księżyc może być nadal aktywny sejsmicznie.

LROC

Krater Bolyai.

Misja Artemis w przeciągu najbliższych kilku lat zabierze ludzkość z powrotem na Księżyc. Planowane miejsce lądowania znajduje się w okolicach bieguna południowego. Jeżeli nadal występują tam trzęsienia Księżyca, mogą one wpłynąć na przebieg misji. Niewielkie wstrząsy mogą być źródłem cennych danych geologicznych wychwyconych przez sprzęt przywieziony przez załogę. Jednak większe trzęsienia mogą uszkodzić bazę. Dziury w ścianach, które byłyby niewielkim problemem na Ziemi, mogą być śmiertelne w próżni kosmicznej.

Wytrzymałość Starship Human Landing System (HLS) – statku, który przewiezie astronautów z misji Artemis na Księżyc i z powrotem, jest przez to niezwykle istotna. Kabina załogi będzie się znajdować ponad 33 metry nad Ziemią. Patrząc na obecne wizualizacje, podwozie statku może być niewystarczająco stabilne, aby wytrzymało fale sejsmiczne lub większe trzęsienia Księżyca. W wypadku przewrócenia się statku cała załoga będzie skazania na śmierć.

Jeżeli trzęsienia Księżyca są częstym zjawiskiem, to będą konieczne zmiany w projekcie HLS. Podwozie powinno być stabilniejsze, ale przez to byłoby cięższe i statek miałby mniejszą ładowność. Wpłynie to również na plany dowozu większej ilości ładunku i łazików na biegun południowy. Inny lądownik planowany do wykorzystania podczas misji Artemis to Blue Moon firmy Blue Origin. Jest on mniejszy i niższy niż HLS oraz jego podwozie jest szersze i stabilniejsze, jednak ma mniejszą ładowność i prace nad nim są o lata opóźnione względem HLS.

Patricia Moore

Wizualizacja HLS.

Jednym z wniosków wyciągniętych z badań jest potrzeba unikania terenów, na których mogą występować trzęsienia Księżyca, dopóki nie zostaną głębiej zrozumiane. Nypaver z zespołem sugerują, żeby zamiast rozstawiać sprzęt badawczy blisko SMR podczas misji załogowych Artemis, powinno się najpierw dokładnie zbadać te rejony za pomocą bezzałogowych lądowników.

Korekta – Zofia Lamęcka

The post Jak trzęsienia Księżyca mogą wpłynąć na misję Artemis first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.