عضویت
موسسه به شما کمک میکند با دوستان زندگی خود همیشه در ارتباط باشید.

فضانوردان آپولو ماه را گرم کردند

Apollo Astronauts Warmed the Moon
فضانوردان آپولو ماه را گرم کردند
By: David Dickinson | June 12, 2018
توسط: دیوید دیکنسون | 12 ژوئن 2018

A new study sheds light on an old mystery surrounding strange lunar readings
مطالعات جدید رمز و راز قدیمی عجیب و غریب سایت‌های فرود آپولو را روشن می‌سازد.

from the Apollo landing sites.

A half-illuminated Earth, captured over the lunar horizon during Apollo 17.
NASA
زمین نیمه روشن، که در خط دید آپولو 17 به تصویر کشیده شده است.

A new find may have solved an old mystery: what caused the anomalous heat readings from the instruments that Apollo astronauts left on the Moon?
یافته‌های جدید ممکن است یک رمز و راز قدیمی را حل کند: چه چیزی باعث هدایت گرمای غیرمستقیم از ابزارهایی شد که فضانوردان آپولو بر روی ماه جا گذاشته بودند؟

In 1971 and 1972, the Apollo 15 and 17 missions deployed Apollo Lunar Surface Experiments Packages (ALSEP) that included a set of Heat Flow Experiment (HFE) monitors. The ALSEP packages, designed to probe the lunar interior over an extended period of time, were powered by a plutonium radioisotope thermoelectric generator (RTG) in order to survive through the two week long lunar night.

در سال‌های 1971 و 1972، در طول مأموریت‌های آپولو 15 و 17، ماهنوردهای آپولو بسته‌های آزمایشی ALSEP که شامل مجموعه‌ای از مانیتورهای تست گرما (HFE) بودند، در سطح ماه مستقر کردند. بسته‌های ALSEP، برای بررسی سرعت از دست دادن گرمای سطحی ماه در طول مدت زمان طولانی طراحی شده بودند و توسط یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایوتوپ پلوتونیوم (RTG) قدرت می‌گرفتند.

The astronauts placed the HFE monitors a few meters into the lunar surface to access soil undisturbed by the month-long day/night cycle. Lunar scientists planned to use the data to measure the flow of heat from the Moon's core to the surface, in hopes of characterizing geologic activity on the Moon.
فضانوردان مانیتورهای HFE را به عمق چند متری سطح ماه منتقل کردند تا چرخه روز / شب ماه به آنها آسیبی نرساند. دانشمندان ماه‌شناس از این داده‌ها برای اندازه‌گیری جریان گرما از هسته ماه به سطح آن، به امید مشخص کردن فعالیت زمین‌شناسی در ماه طرح‌ریزی کرده بودند.

Surprisingly, investigators noticed that the temperature of the regolith increased gradually at both the Apollo 15 and Apollo 17 sites, by 1.8° to 3.6°F (1° to 2°C). The warming continued until the sensors fell silent in 1977. The thermal gradient decreased at both at both sites to the same degree, and the warming was more apparent at shallow depths than deeper down. The HFE sensors on the Moon were placed far enough away from the ALSEP RTG that radioactive heat wasn't a factor — so what was warming up the soil?
محققان در کمال تعجب متوجه شدند که درجه حرارت رگولیت به تدریج در هر دو محل آپولو 15 و آپولو 17 افزایش می‌یابد ( 1.8 تا 3.6 درجه فارنهایت (1 تا 2 درجه سانتیگراد). گرم شدن تا زمانی ادامه ‌یافت که سنسورها در سال 1977 خاموش نشده بودند. گرادیان حرارتی هر دو محل به همان میزان کاهش پیدا کرد و گرمای بیشتر در عمق کم بیشتر از عمق زیاد بود. سنسورهای HFE در ماه به اندازه کافی از RTG ALSEP دورتر قرار گرفته بودند که حرارت رادیواکتیو اثری بر روی آنها نمی‌گذاشت - پس چه چیزی باعث گرم شدن خاک می‌شد؟

A hint came from mission differences in sensor placement: Apollo 15 astronauts had a problem drilling into the lunar soil and weren't able to reach the targeted 2.5-meter depth for their HFE sensor. Apollo 17 featured an improved drilling mechanism, and the astronauts were able to place the sensor deeper. In fact, data from the Apollo 15 sensors was not considered valid until it was compared with Apollo 17 sensors years later. Astronauts installed a number of different sensors a multiple depths at both the Apollo 15 and 17 sites.
یک تفاوتی که این دو ماموریت داشتند، محل قرار دادن سنسورها بود: فضانوردان آپولو 15 دچار مشکل حفاری در خاک ماه شده بودند و قادر به رسیدن به هدف 2.5 متری برای نسب حسگر HFE نبودند. فضانوردان آپولو 17 با یک مکانیزم حفاری پیشرفته، قادر به قرار دادن سنسور در عمق بیشتر بودند. در واقع، داده‌های سنسورهای آپولو 15 تا زمانی که با سنسورهای آپولو 17 در سال بعد مقایسه نشدند، معتبر در نظر گرفته نشد. فضانوردان چندین سنسور مختلف را در عمق‌های مختلف در هر دو سایت آپولو 15 و 17 نصب کردند.

Remarkably, the shallower sensors saw the anomalous heating first — just what you would expect if the heating mechanism was coming from the surface instead of the core below.
ناسا
به طرز قابل توجهی، سنسورهای با عمق کم، گرمای غیرمعمولی را نشان می‌دادند ـ درست همان چیزی که انتظار می‌رفت اگر مکانیزم گرمایی از سطح به جای هسته تامین شده باشد.


The Apollo 15 ALSEP site, with the HFE power box in the foreground. Cords to the detectors snake off to the lower right. The foreground shadow is that of astronaut David Scott.
NASA
سایت ALSEP آپولو 15، با جعبه قدرت HFE در پیش زمینه را مشاهده می‌کنید. سیم‌کشی به سنسورها را می‌توانید در پایین سمت راست مشاهده کنید. سایه پیش زمینه متعلق به فضانورد دیوید اسکات است.

Now, a new study published in the American Geophysical Union's Journal of Geophysical Research: Planets uses data recovered from the mid-1970s to demonstrate the cause of this anomalous heating: the astronauts themselves.
در حال حاضر، یک مطالعه جدید منتشر شده در مجله ژئوفیزیک ایالات متحده ژئوفیزیک آمریکا بیان می‌دارد که: سیاره‌ها از داده‌های بازیافت شده اواسط دهه 1970 استفاده می‌کنند تا نشان دهند که علت این گرمای غیرمعمول خود فضانوردان می‌باشند.

“In the process of installing the instruments, you may actually end up disturbing the surface thermal environment of the place where you want to make some measurements,” Seiichi Nagihara (Texas Tech University) related in a recent AGU blog post.
Seiichi Nagihara (دانشگاه فنی تگزاس) در پست اخیر خود در وبلاگ AGU در رابطه با نصب این ابزارها گفت که: نصب ابزارهای اندازه‌گیری، در نهایت منجر به نگرانی در مورد تغییر محیط حرارتی سطوح نصب شده می‌شود


A diagram of a typical ALSEP deployment site.
NASA
نموداری از یک سایت راه‌اندازیALSEP

To Solve a Mystery . . .
حل یک راز

A closeup of an HFE sensor deployed on the surface of the Moon.
Apollo 17 / NASA
نمای نزدیک از حسگر HFE مستقر در سطح ماه.
آپولو 17 / ناسا

The study wouldn't have been possible without some detective work. NASA had only archived data from 1971 to 1974, storing it on magnetic tape at the National Space Science Data Center at the Goddard Spaceflight Center in Greenbelt Maryland. But the data collected in later years had gone missing.
از آنجا که این مطالعه بدون کارآزمایی امکان‌پذیر نبود. ناسا تنها اطلاعات را از سال 1971 تا 1974 بایگانی کرد، و آن را در نوار مغناطیسی در مرکز داده‌های علوم ملی فضایی مرکز فضایی گودارد نگهداری کرد. اما اطلاعات جمع‌آوری شده در سال‌های بعد گم شده بود.

A breakthrough came when researchers discovered an additional set of 440 archive tapes at the Washington National Records Center in Suitland, Maryland. Then researchers came across a set of weekly logs with hundreds of heat-flow temperature readings that filled in the gaps from 1973 to 1977. These logs had been stored at the Lunar and Planetary Institute in Houston, Texas.
دستیابی به موفقیت زمانی رخ داد که محققان مجموعه‌ای از 440 نوار بایگانی را در مرکز ثبت ملی واشنگتن در سویتلند، مریلند کشف کردند. سپس محققان مجموعه‌ای از سیاهه‌های مربوط به آن را با صدها قرائت درجه حرارت گرمایشی که از 1973 تا 1977 شکافها را پر کرده بودند، جمع‌آوری کردند. این سیاهه‌ها در موسسه علوم قمری و سیاره‌ای در هوستون تگزاس ذخیره شده است.

Heating the Moon
The additional data solved the mystery of the warming Moon: as the astronauts walked and drove the lunar rover around the site, they disturbed the Moon's smooth surface. The rumpled surface better absorbed heat from the sunlight.
گرمای ماه
داده‌های اضافی رمز و راز گرم شدن ماه را حل کرد: همانطور که فضانوردان قدم می‌زدند و ماه‌نورد را در اطراف محل سوار می‌شدند، سطح صاف ماه را به هم زدند. سطح پوسته پوسته شده ماه، گرمای نور خورشید را جذب می‌کند.

For those who often look up at the Moon, this conclusion may seem odd at first. We know that even though the full Moon appears to be a bright pearly white, its albedo or reflectivity is actually quite low (12% on average), about the same as worn asphalt. Astronauts described Moon dust as comparable in color and texture to coal dust. The material darkens over time due to interaction with the solar wind, a process called space weathering. Beneath this dark surface coating is more reflective material — this is why bright ejecta rays surround newer craters, as the impact has excavated brighter material from underneath the surface. So one might think that disturbing the surface would expose brighter material.
برای کسانی که اغلب به ماه نگاه می‌کنند، این نتیجه در ابتدا ممکن است عجیب و غریب باشد. ما می‌دانیم که هرچند ماه کامل درخشان و سفید به نظر می‌رسد اما آلبدو یا بازتاب نور آن در واقع بسیار کم (به طور متوسط 12٪) می‌باشد، که به خاطر همین بافت فرسودهآن است. فضانوردان گرد و غبار ماه را به عنوان رنگ و بافت با گرد و غبار زغال سنگ مقایسه می‌کنند. این ماده در طول زمان به دلیل تعامل با طوفان خورشیدی، فرآیند فرسایش فضایی، تیره می‌شود. در زیر این پوشش سطح تیره مواد بازتابنده بیشتری وجود دارد - به همین دلیل است که اشعه‌های خروجی درخشان، حفره‌های جدیدتر را احاطه کرده‌اند، چرا که اثر مواد روشن‌تر از زیر سطح بازتاب می‌کند. بنابراین ممکن است فکر کنید که جابجا کردن سطح، مواد روشن‌تر را نمایان می‌سازد.

However, even though it's more reflective, the regolith underneath the dusty surface is coarser — and pebbles can hold on to heat for longer than fine dust can. So as the astronauts disturbed the dust, they exposed this coarser, more heat-absorbent material, and warmed the surface.
با این حال، حتی اگر این سطح بیشتر بازتابنده باشد، رگولیت زیر سطح گرد و خاکی سنگین‌تر است - و سنگریزه‌ها می‌توانند بوسیله گرد و غبار در مدت زمان طولانی‌تری گرم شوند. پس از آنکه فضانوردان گرد و غبار را دست‌کاری کردند، این ماده سنگین‌تر نور را جذب کرده و سطح را گرم می‌کند.


Dark tracks across the surface of the Moon caused by the rover. Apollo 15 was the first “J mission” to include a lunar rover.
Apollo 17 / NASA
شیارهای تاریک در سراسر سطح ماه بوجود می‌آیند. آپولو 15 اولین "ماموریت j" بود که شامل یک ماهنورد می‌شد.
آپولو 17 / ناسا

"A key piece of information was the photographic images obtained by the Lunar Rconnaisance Orbiter (LRO) camera," says Nagihara. The LRO had photographed the Apollo landing sites from low lunar orbit, providing evidence that backs up the temperature readings. "The images show that the places where the astronauts walked and drove their rovers turned darker, absorbing more solar heat than brighter soil."
نقیهارا می‌گوید: "بخش اصلی اطلاعات، تصاویر عکاسی بدست آمده از دوربین (LRO) بود. LRO از سایت‌های فرود آپولو از مدار پایین گرفته است و شواهدی را ارائه می‌دهد که حقیقت دمای ماه را پشتیبانی می‌کند. "تصاویر نشان می‌دهد که مکان‌هایی که فضانوردان قدم می‌زدند و با ماهنوردها از آن عبور می‌کردند، تاریک‌تر شده‌اند و گرمای بیشتری از خورشید جذب می‌کردند."


LRO images the Apollo 15 landing site: note the darker blotch (upper left) caused by astronaut activity while setting up the ALSEP package.
NASA / LRO / NASA Goddard / Arizona State University
LRO سایت فرود آپولو 15 را نشان می‌دهد: در حالی که به بسته‌های ALSEP دقت می‌کنید، بلوک‌های تیره‌تر (بالا سمت چپ) را به دلیل فعالیت فضانوردها در نظر بگیرید.
ناسا / LRO / ناسا گودارد / دانشگاه ایالتی آریزونا

Implications for Future Missions
This finding will impact how experiments are placed on the Moon in the future. "Whenever we deploy or land something on the Moon, it alters the surface thermal environment of that vicinity," says Nagihara. "Scientists and engineers need to take that into consideration in designing the next generation of heat flow instrumentation for future lunar landing missions."
پیامدهای مأموریت‌های آینده
این یافته‌ها تأثیری بر آزمایشهای بعدی در آینده ماه خواهد داشت . نقیهارا می‌گوید: "هر زمان که ما چیزی را بر روی ماه مستقر کنیم یا روی زمین می‌کشیم، محیط حرارتی سطح مجاور آن را تغییر می‌دهد." "دانشمندان و مهندسین باید در طراحی نسل بعدی ابزارهای اندازه‌گیری جریان گرما برای مأموریت‌های بعدی فرود ماهنوردها این امر را مورد توجه قرار دهند."

Planned missions show that we are far from finished with our exploration of the Moon: China launched its Queqiao Lunar Relay Orbiter recently in preparation for the first automated lunar farside landing later this year. NASA's current trajectory has also again shifted the focus of its crewed exploration program back to the Moon, which will begin with robotic missions on the lunar surface.
مأموریت‌های برنامه‌ریزی شده نشان می‌دهد که ما از اکتشاف ماه فاصله گرفته‌ایم: چین در سال‌های اخیر در حال آماده‌سازی نخستین فرود ماهواره‌ای خود می‌باشد، مدار ماهواره‌ای Queqiao را راه‌اندازی می‌کند. مسیر فعلی ناسا نیز تمرکز دوباره به برنامه‌های اکتشافی و برگشت به ماه می‌باشد، که با ماموریت‌های روباتیک در سطح ماه شروع می‌شود.

Nearly half a century after the Apollo missions, new science from the data they returned may affect the planning of these future missions.
تقریبا نیم قرن پس از مأموریت‌های آپولو، علم جدید به اطلاعات که توسط آنها دریافت شده بودند، رسیدند، ممکن است، اطلاعاتی که به احتمال زیاد روی برنامه‌ریزی مأموریت‌های آینده نیز تاثیر می‌گذارد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/apol...
تمامی زمان ها +3.5 است. زمان اکنون 1:22 ق.ظ است.