Nasz satelita kurczy się. Księżyc jest coraz mniejszy

Srebrny Glob jest coraz mniej widoczny i tendencja ta będzie się pogłębiać. Najpierw, z artykułu opublikowanego w 2022 r., dowiedzieliśmy się, że Księżyc oddala się od Ziemi z prędkością 3,78 cm rocznie. Teraz okazuje się, że nasz naturalny satelita także się kurczy, a to powoduje występowanie na nim wstrząsów sejsmicznych i uskoków.

Obwód Księżyca zmniejszył się w ciągu 800 mln lat o prawie 50 m. Odpowiada za to stałe ochładzanie się jego jądra. Chociaż 50 m to zaledwie ok. 3 promili księżycowej średnicy (1737,4 km), to zjawisko ma zaskakujące konsekwencje dla ludzkości. Proces zmniejszania się Księżyca przypomina kurczenie się winogrona, gdy wyparowuje z niego woda. Elastyczna skórka owocu marszczy się, gdy zmniejsza się jego obwód. Jednak sztywna i krucha powierzchnia kurczącego się satelity pęka, tworząc uskoki.

Szczególne odkształcenia powierzchni Srebrnego Globu autorzy badania opisanego w magazynie „The Planetary Science Journal” (10.3847/PSJ/ad1332) zaobserwowali w regionie bieguna południowego. Właśnie tam znajduje się kilka punktów, które NASA wstępnie wybrała na lądowanie statków misji Artemis. Powstawaniu uskoków spowodowanych kurczeniem się Księżyca często towarzyszy aktywność sejsmiczna, więc ta lokalizacja może wiązać się z zagrożeniem dla przyszłych programów badawczych.

Naukowcy zbadali dane dostarczone przez sondę NASA Lunar Reconnaissance Orbiter oraz informacje z sejsmografów pozostawionych na Księżycu przez astronautów z misji Apollo. W latach 1969-1972 astronauci umieszczali te instrumenty w pobliżu miejsc lądowania. Aparatura przekazywała na Ziemię dane drogą radiową do 1977 r., kiedy została wyłączona. Informacje dostarczone przez księżycowe sejsmografy wciąż służą kolejnym badaczom. „Nasze badanie pokazuje, że w rejonie bieguna południowego Księżyca mogą się pojawiać silne wstrząsy, powstające w wyniku przemieszczania się mas skalnych w istniejących uskokach lub tworzenia się nowych” – powiedział główny autor opracowania, dr Thomas Watters z National Air and Space Museum w Smithsonian Institution. I dodał, że takie ruchy sejsmiczne mogą mieć znaczący wpływ na plany lądowania astronautów w tej części Srebrnego Globu. „Rozmieszczenie młodych uskoków i możliwość powstawania nowych powinna być brana pod uwagę przy planowaniu lokalizacji stałych placówek na naszym satelicie” – uważa dr Watters.

Płytkie wstrząsy występują na Księżycu do głębokości ok. 100 km. Podobne trzęsienia ziemi trwają zwykle kilka sekund lub minut, na Księżycu niektóre z nich ciągnęły się przez wiele godzin. W latach 1972-1977 sejsmografy Apollo zanotowały 28 płytkich wstrząsów, najsilniejszy z nich o magnitudzie 5,3 stopnia w skali Richtera. Autorzy badania połączyli jego wystąpienie z grupą uskoków wykrytych niedawno przez sondę Lunar Reconnaissance. Korzystając z modeli symulacji stabilności zboczy w tym rejonie, badacze odkryli, że niektóre obszary były szczególnie podatne na osuwiska spowodowane wstrząsami sejsmicznymi.

Według dr. Nicholasa Schmerra, geologa z Uniwersytetu Maryland i współautora badania, oznacza to, że wstrząsy mogą być poważnym zagrożeniem dla lądowników, aparatury i pojazdów misji kosmicznych, a także dla ludzkich kolonii, które miałyby powstać w przyszłości na Księżycu. „Przez miliardy lat w powierzchnię Księżyca uderzały asteroidy i komety, uderzenia wyrzucały ostrokrawędziste fragmenty, które opadały na powierzchnię. To luźny materiał z okruchów o wielkości od ułamków milimetra do wielkich głazów. Takie osady sprzyjają występowaniu osuwisk i lawin” – wyjaśnił Schmerr.

Naukowcy kontynuują zdalne badania Księżyca i jego aktywności sejsmicznej. Chcą odkryć kolejne miejsca potencjalnie niebezpieczne dla misji kosmicznych. „W miarę jak zbliżamy się do daty startu załogowej misji Artemis, ważne jest, aby sprzęt, infrastruktura i astronauci byli na Księżycu bezpieczni. Nasza praca pomaga przygotować się na to, co nas tam czeka – niezależnie od tego, czy chodzi o konstrukcje inżynieryjne, które mogą lepiej wytrzymać księżycową aktywność sejsmiczną, czy o ochronę ludzi przed jej konsekwencjami” – powiedział Schmerr.

W ramach programu lotów kosmicznych Artemis, realizowanego przez NASA, Europejską Agencję Kosmiczną i prywatne firmy, ludzie mają ponownie stanąć na Księżycu i założyć tam stałą bazę. Wiosną 2023 r. NASA ogłosiła skład misji Artemis II, w ramach której załogowy statek kosmiczny Orion ma przelecieć obok Księżyca w odległości 10,3 tys. km i wrócić na Ziemię. Załogę mają tworzyć Amerykanie: dowódca Reid Wiseman, pilot Victor Glover i specjalitka Christina Hammock Koch, oraz specjalista Jeremy Hansen z Kanady. Pierwotnie zakładano, że Orion zostanie wystrzelony rakietą Space Launch System (SLS) pod koniec 2024 r., ale 9 stycznia Amerykańska Agencja Kosmiczna oficjalnie przełożyła – z powodu problemów technicznych – termin startu na następny rok. Przesunięto też datę rozpoczęcia misji Artemis III, w ramach której ludzie staną na Księżycu po ponad 50 latach. Wśród astronautów, którzy tego dokonają, mają być pierwsza kobieta i pierwsza osoba o niebiałym kolorze skóry. Lot Artemis III odbędzie się nie wcześniej niż we wrześniu 2026 r.