Οι θεωρίες για την προέλευση της Σελήνης καθώς και οι αποστολές σε αυτήνΆρθρο, Μάρτιος 2003 |
Δύο επιστήμονες, ο William K. Hartmann και ο Donald R. Davis, ήταν οι πρώτοι που πρότειναν την σύγχρονη υπόθεση της προέλευσης του φεγγαριού, σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 1975 στο περιοδικό Ίκαρος. Σε αυτήν την εργασία υποδεικνύεται ότι ένα αντικείμενο, με το μέγεθος του Άρη, συγκρούστηκε με τη νεαρή τότε Γη, 4.5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Τα συντρίμμια από την σύγκρουση ρίχτηκαν τότε στο διάστημα, όπου συσσωρεύτηκαν σε μια στέρεα μάζα για να φτιάξουν το φεγγάρι και έκτοτε αυτή βρίσκεται μέσα στο Γήινο βαρυτικό πεδίο. Αυτή η θεωρία υποστηρίζεται από την παρόμοια σύνθεση των βράχων της Γης και της Σελήνης. Η θεωρία αυτή μέχρι το 1984 είχε ατονήσει, όταν τότε οργανώθηκε μια διεθνής συνεδρίαση στην Kona της Χαβάης, για την προέλευση του φεγγαριού. Σε εκείνη την συνεδρίαση, η υπόθεση της γιγαντιαίας σύγκρουσης προέκυψε ως η καλύτερη που υπάρχει. Ο Michael Drake, διευθυντής του πλανητικού τμήματος επιστήμης του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, περιέγραψε εκείνη την συνεδρίαση ίσως την επιτυχέστερη στην ιστορία της πλανητικής επιστήμης. Γιατί όμως η υπόθεση της σύγκρουσης είναι σωστή;
Από πού προήλθε αυτή η θεωρία; Δεξιά: Εικόνα της Γης μιάμιση ώρα μετά τη Γιγαντιαία Σύγκρουση, με τη βοήθεια μοντέλων στον υπολογιστή. Οι Hartmann και Davis ήταν εξοικειωμένοι με μια εργασία που έγινε στην πρώην Σοβιετική Ένωση στη δεκαετία του '60, πάνω στη συνάθροιση πλανητών από αμέτρητα σώματα, σαν αστεροειδεί, που λέγονται planetesimals. Η περισσότερη από αυτή την πρωτότυπη εργασία έγινε από ένα Ρώσο αστροφυσικό, τον V. S. Safronov. Παίρνοντας στις γενικές ιδέες του Safronov, οι Hartmann και ο Νταίηβις έκαναν υπολογισμούς του ρυθμού αύξησης του 2ου μεγαλύτερου, του 3ου μεγαλύτερου, κ.λπ., σωμάτων στη γειτονιά της Γης, καθώς η ίδια η Γη αυξανόταν. Ακριβώς όπως η αστεροειδής ζώνη έχει σήμερα το μεγαλύτερο αστεροειδή (Δήμητρα) με μια διάμετρο 1000 km, και διάφορα μικρότερα αστρονομικά σώματα με ένα εύρος διαμέτρων 300-500 km, έτσι και η περιοχή της γήινης τροχιάς θα είχε διάφορα σώματα μέχρι, περίπου, το μισό μέγεθος της ανεπτυγμένης Γης. Η ιδέα ήταν ότι στην περίπτωση της Γης (αλλά όχι των άλλων πλανητών) η σύγκρουση συνέβη αρκετά αργά, και σε μια τέτοια κατεύθυνση σχετικά με τη Γήινη περιστροφή, που αρκετά άφθονο υλικό μέσο ρίχτηκε προς τα έξω, για να σχηματίσει ένα φεγγάρι. Μερικές άλλες πιο αρχικές ιδέες για τη δημιουργία της Σελήνης
Τα μυστήρια της Σελήνης Τα διαστημικά οχήματα που εξερεύνησαν το φεγγάρι στις δεκαετίες του 1960 και 1970 διαπίστωσαν ότι η Σελήνη παρουσίαζε ένα εξόγκωμα στον ισημερινό της και μια επιμήκη παραμόρφωση. Έχει λοιπόν μια ελαφρά επιμήκυνση ως προς τον άξονά της με τη Γη και γι αυτό η τομή της στο σημείο του ισημερινού της δεν έχει κυκλικό σχήμα αλλά μοιάζει περισσότερο με μπάλα του ράγκμπι, με τη μία από τις δύο πλευρές της να εκτείνεται προς τη Γη. Μέχρι στιγμής, κανένας ειδικός δεν είναι σε θέση να διατυπώσει μια απολύτως πειστική εξήγηση για το σχήμα που παρουσιάζει σήμερα το φεγγάρι. Πρόσφατα η Μαρία Ζούμπερ, καθηγήτρια Γεωφυσικής και Πλανητικών Επιστημών στο MIT, επιχείρησε να παρουσιάσει πειστικές απαντήσεις στο θέμα του σχήματος που φεγγαριού. Η Σελήνη απομακρύνεται από τη Γη κατά τη διάρκεια της περιστροφής της γύρω από αυτή και μετά επιβραδύνει. Οι ακτίνες λέιζερ που αναπηδούν πάνω στους καθρέφτες που άφησαν στην επιφάνεια της Σελήνης πριν από πολλά χρόνια οι αστροναύτες των αποστολών «Απόλλων», αποκαλύπτουν ότι το φεγγάρι απομακρύνεται κάθε χρόνο από τη Γη κατά περίπου 4 εκατοστά. Αλλά είναι γνωστό ότι η τροχιά του φεγγαριού είναι συντονισμένη με εκείνη της Γης, δηλαδή το φεγγάρι ακολουθεί πιστά τον ρυθμό περιστροφής του πλανήτη μας και για τον λόγο αυτό όταν κοιτάμε τη Σελήνη βλέπουμε πάντα την ίδια πλευρά της. Οι επιστήμονες υποθέτουν τώρα ότι στο παρελθόν, το φεγγάρι βρισκόταν πιο κοντά στη Γη και ο ρυθμός περιστροφής του γύρω από τον πλανήτη μας ήταν γρηγορότερος με αποτέλεσμα να εξηγείται έτσι το εξόγκωμα που παρουσιάζει η μορφολογία του στην περιοχή του ισημερινού. Όμως η υπόθεση αυτή δεν δικαιολογεί απόλυτα την παραμόρφωση που παρουσιάζει η Σελήνη κατά μήκος του νοητού άξονα που τη συνδέει με τη Γη. Οι επιστήμονες από το ΜΙΤ πιστεύουν πως όταν η Σελήνη βρισκόταν στην πρώιμη ηλικία της, ακολουθούσε ελλειπτική τροχιά γύρω από τη Γη και όχι κυκλική όπως συμβαίνει τώρα. Το γεγονός αυτό φαίνεται πως ανάγκαζε το φεγγάρι να περιφέρεται πολύ γρηγορότερα από τη Γη και να ακολουθεί αυτή την τακτική για μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, προτού επιβραδύνει τον ρυθμό του και συντονίσει την περιφορά του με την τροχιά της Γης. Οι υπολογισμοί που έκαναν οι επιστήμονες του MIT, έδειξαν πως σε μια τέτοια περίπτωση, θα αναπτύσσονταν οι κατάλληλες δυνάμεις οι οποίες θα προσέδιδαν στο φεγγάρι το σημερινό του σχήμα. Υπάρχει όμως ένα ακόμη ερώτημα που παραμένει αναπάντητο, πρόκειται για τη φωτεινή της πλευρά, αυτή που πάντα αντικρίζει τη Γη και η οποία είναι τόσο διαφορετική ως προς τη σύσταση των υλικών της και το παρουσιαστικό της, σε σχέση με τη λεγόμενη σκοτεινή πλευρά. Χαρακτηριστικά της Σελήνης Παρ' όλο που η Σελήνη αντανακλά μόνο το 7% του ηλιακού φωτός που πέφτει πάνω στη γεμάτη κοιλώματα επιφάνεια της, είναι αρκετά λαμπερή ώστε να καλύπτει με το φως της ένα αρκετά μεγάλο μέρος των άστρων της νύχτας Το σεληνόφως οι αχτίδες αυτές που φωτίζουν μέσα στο σκοτάδι της νύχτας έγιναν επίσης και η πηγή της έμπνευσης της πρώτης επιστημονικής παρατήρησης των ανθρώπων. Πριν από 35.000 χρόνια οι πρώτοι παρατηρητές του ουρανού χάραξαν πάνω σε οστά ταράνδου διάφορες εγκοπές για να σημαδέψουν τις μέρες που χρειαζόταν η Σελήνη για να περάσει από τη μία Πανσέληνο στην άλλη. Μ' αυτό τον τρόπο κατασκευάστηκε το πρώτο ημερολόγιο. Φυσικά πολλοί από τους κλασικούς Έλληνες φιλοσόφους είχαν αντιληφθεί ότι ο διαφορετικός φωτισμός των περιοχών της Σελήνη οφειλόταν στις ανωμαλίες του εδάφους της. Ο Θαλής ο Μιλήσιος για παράδειγμα, πίστευε ότι ο δορυφόρος μας ήταν φτιαγμένος από τα ίδια υλικά που είναι φτιαγμένη και η Γη, ενώ ο Δημόκριτος υποστήριζε ότι οι διαφορές του φωτισμού της οφείλονταν στην ύπαρξη βουνών και κοιλάδων. Αυτές λίγο-πολύ ήταν οι απόψεις που επικρατούσαν για τη Σελήνη και στις αρχές του 17ου αιώνα. Την άνοιξη όμως του 1610 ο Ιταλός αστρονόμος Γαλιλέος, με τη βοήθεια του πρώτου τηλεσκοπίου που είχε μόνος του κατασκευάσει, αντίκρισε μια νέα όψη της Σελήνης που ήταν μια πραγματική αποκάλυψη. Οι παρατηρήσει του Γαλιλέου άνοιξαν μια νέα εποχή στην επιστημονική μελέτη της Σελήνης. Με την εργασία του υπολόγισε μεγέθη κρατήρων και ύψη βουνών και σχεδίασε τον πρώτο σεληνιακό χάρτη. Έκανε όμως μεγάλο λάθος όταν υπέθεσε ότι υπάρχει νερό στις «σεληνιακές θάλασσες». Γιατί σήμερα γνωρίζουμε ότι οι περιοχές των σεληνιακών θαλασσών δεν περιέχουν νερό, αλλά αντίθετα είναι μεγάλες ξέρες πεδιάδες που συγκεντρώνονται στην ορατή από τη Γη πλευρά της Σελήνης. Οι «θάλασσες» αυτές σχηματίστηκαν από μεγάλες ποσότητες λάβας, που κάλυψαν το 16% της σεληνιακής επιφάνειας. Το πάχος τους είναι μερικές δεκάδες μέτρα, αλλά είναι τόσο ογκώδες που συχνά διαστρεβλώνουν το φλοιό από κάτω, δημιουργώντας ρήγματα. Στις περιοχές γύρω αλλά και πάνω στις Θάλασσες της Σελήνη υπάρχουν κρατήρες οι οποίοι είναι πλημμυρισμένοι από υλικά που προέρχονται από τις θάλασσες. Η ρέουσα λάβα, η οποία σχημάτισε τις θάλασσες εξαπλώθηκε πριν από το σχηματισμό του σεληνιακού φλοιού και ορισμένων κρατήρων. Οι θάλασσες αυτές γέμισαν τις ρηχές κοιλότητες της σεληνιακής επιφάνειας σε έκταση από 700 έως 3.000 χιλιόμετρα, ενώ οι κρατήρες και τα λεκανοπέδια σχηματίστηκαν από τη σύγκρουση μετεωριτών. Τα πετρώματα της περιοχής αυτής αποτελούνται από ορυκτά πλούσια σε ασβέστιο και αλουμίνιο και η ηλικία τους υπολογίζεται από 3,5 έως 4 δισεκατομμύρια χρόνια, ενώ ορισμένες μελέτες μας έχουν αποκαλύψει και την ύπαρξη παγωμένου νερού σε κάποιους κρατήρες. Η πτώση των μετεωριτών στην επιφάνεια της Σελήνης είναι τόσο βίαιη ώστε σχηματίζονται χιλιάδες κρατήρες. Καθώς οι μετεωρίτες συγκρούονται με την επιφάνεια, τεράστια κομμάτια από το εσωτερικό της Σελήνη εκσφενδονίζονται προς όλες τις κατευθύνσεις και τα εκσφενδονιζόμενα υλικά ταξιδεύουν σε αποστάσει δεκάδων χιλιομέτρων, επειδή η βαρύτητα της Σελήνη είναι μόνο το ένα έκτο της γήινης. Με αυτό τον τρόπο σχηματίζονται οι χαρακτηριστικές ακτινωτές μορφές μερικών κρατήρων, καθώς και πολυάριθμοι δευτερεύοντες κρατήρες. Εκτός από τις θάλασσες και τους κρατήρες υπάρχουν και βουνά στην επιφάνεια της Σελήνης Στην ορατή από τη Γη πλευρά της, η Σελήνη έχει ολόκληρες οροσειρές που σε ύψος φτάνουν ακόμη και τις γήινες Τα σεληνιακά Απέννινα, για παράδειγμα, έχουν μήκος εκατοντάδων χιλιομέτρων και μήκος περίπου 6.000 μέτρα. Άλλες σεληνιακές οροσειρές έχουν πάρει τα ονόματα διαφόρων οροσειρών της Γης, όπως Καρπάθια, Καύκασος Άλπεις, Αίμος κλπ. Πολλά από τα χαρακτηριστικά αυτά που παρατηρήθηκαν στην επιφάνεια της Σελήνη βαφτίστηκαν από τον Πολωνό αστρονόμο Γιόχαν Ελβέτιους ο οποίος σχεδίασε ένα σεληνιακό χάρτη το 1647. Άλλα χαρακτηριστικά που μπορεί να παρατηρήσει κάποιος με το τηλεσκόπιο περιλαμβάνουν και διάφορες χαράδρες που δείχνουν να αρχίζουν κοντά σε κρατήρες. Έχουν μικρό πλάτος (έως 3,5 χλμ.) αλλά καλύπτουν πολλές φορές απόσταση 350 χιλιομέτρων, διασχίζοντας κρατήρες θάλασσες και οροσειρές. Πάνω από 1.000 τέτοιες ρωγμές έχουν ανακαλυφθεί, ενώ τα τελευταία 400 χρόνια οι επιστήμονες με τα διάφορα επίγεια όργανα τους ανακάλυπταν όλο και πιο πολλά σχήματα πάνω στη Σελήνη, και μελετώντας τα έβγαζαν όλο και πιο θετικά συμπεράσματα. Έτσι οι τηλεσκοπικές μας παρατηρήσεις έγιναν ένα μεγάλα σημασίας βασικό σκαλοπάτι στην προσπάθεια μας να φτάσουμε και να περπατήσουμε πάνω στο φυσικό μας δορυφόρο. Οι διαστημικές αποστολές για τη Σελήνη Συνολικά έξι επανδρωμένες αποστολές προσεδαφίστηκαν στη Σελήνη, σε μια προσπάθεια επιβεβαίωσης της αμερικανικής πρωτοπορίας στο Διάστημα· μια προπαγανδιστική όντως προσπάθεια έστω και αν συγκεντρώθηκαν συγχρόνου πολλές νέες επιστημονικές πληροφορίες. Έτσι, το ταξίδι του «Απόλλων 11» στη θάλασσα της Ηρεμίας ακολούθησε η αποστολή του «Απόλλων 12» στον Ωκεανό των Καταιγίδων, 400 χιλιόμετρα νοτιοδυτικά του κρατήρα Κοπέρνικου. Μετά την αποτυχημένη πτήση του «Απόλλων 13» (που παραλίγο να στοιχίσει τη ζωή του πληρώματός του) το «Απόλλων 14» προσεδαφίστηκε στην περιοχή Φρα Μάουρο, ενώ το «Απόλλων 15» στα Απέννινα όρη, κοντά στη χαράδρα Χάντλεϊ. Το «Απόλλων 16» έφτασε στα υψώματα του Καρτεσίου και η τελευταία αποστολή, το «Απόλλων 17» (του οποίου η εκτόξευση έγινε νύχτα) μελέτησε την κοιλάδα που σχηματίζουν οι οροσειρές Ταύρος και Λίτροου. Σ' αυτόν το νέο και παράξενο κόσμο, με βαρύτητα το ένα έκτο της βαρύτητας της Γης, οι αστροναύτες αναγκάστηκαν να βρουν νέους τρόπους για να βαδίζουν, χωρίς να λείψουν και ορισμένα παροδικά μικροατυχήματα Οι κατοπινές αποστολές προχώρησαν σε πιο ανώμαλα εδάφη και οι αστροναύτες εξερεύνησαν τη Σελήνη σε αποστάσεις αρκετών χιλιομέτρων, μετακινούμενοι πάνω σ' ένα ειδικό σεληνιακό αυτοκίνητο, που έπιανε ταχύτητα 19 χιλιομέτρων την ώρα. Στην επιφάνεια της Σελήνης και για τον υπολογισμό της εσωτερικής δομής της, οι αστροναύτες τοποθέτησαν διάφορα όργανα και σεισμογράφους από τις μετρήσει των οποίων καταλήξαμε σε βασικά συμπεράσματα για το εσωτερικό της και την ιστορική της εξέλιξη. Προφυλαγμένοι από το εχθρικό περιβάλλον, τις θανατηφόρες θερμοκρασίες και την παντελή έλλειψη αέρα, παρέμειναν στη σεληνιακή επιφάνεια επί μέρες. Σε αυτές τις εξερευνητικές τους αποστολές εκτέλεσαν επιστημονικές μελέτες και εγκατέστησαν ειδικά επιστημονικά όργανα που θα έκαναν παρατηρήσει για την εσωτερική δομή του δορυφόρου μας. Επί πλέον περισυνέλεξαν 382 κιλά σεληνιακών πετρωμάτων και χώματος αρχίζοντας έτσι την πρώτη προσπάθεια να αποκρυπτογραφηθεί η καταγωγή και η γεωλογική ιστορία ενός άλλου κόσμου με την εργαστηριακή εξέταση του εδάφους του. Από τη μελέτη των 2.000 διαφορετικών δειγμάτων πετρωμάτων και χώματος που μετέφεραν πίσω στη Γη οι 12 αστροναύτες που περπάτησαν στη Σελήνη, αντλήθηκαν ιδιαίτερα χρήσιμες πληροφορίες που μερικά χρόνια αργότερα μας οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι η Σελήνη πρέπει μάλλον να δημιουργήθηκε από τη σύγκρουση ενός πλανήτη στο μέγεθος του Άρη με την αρχέγονη Γη μας. Αποδείχτηκε επίσης ότι από το σεληνιακό έδαφος θα μπορούσαμε να παράγουμε νερό και οξυγόνο, πράγμα που σημαίνει ότι είναι δυνατή και η μελλοντική εγκατάσταση αυτόνομων σεληνιακών βάσεων. Σε απόσταση 385.000 χιλιομέτρων η Σελήνη απέχει μόνο τρεις μέρες διαστημικού ταξιδιού από τη Γη, σε αντίθεση μ' ένα ταξίδι στον Άρη, που θα απαιτούσε σχεδόν 10 μήνες. Γι' αυτό, άλλωστε, και η Σελήνη αποτελεί το λογικό μέρος για να μάθει ο άνθρωπος να ζει πάνω σε άλλους κόσμους. Τα σχέδια για την επιστροφή του ανθρώπου στη Σελήνη έχουν ήδη διαμορφωθεί. Αυτή όμως τη φορά θα είναι επιστροφή για πάντα, με τη δημιουργία της πρώτης ανθρώπινης αποικίας σ' έναν άλλο κόσμο, μέχρι το 2020. Φυσικά, η δημιουργία μιας αποικίας στην επιφάνεια της Σελήνης δεν είναι κάτι το εύκολο, γιατί δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η Σελήνη δεν είναι κανένας παράδεισος. Στην επιφάνεια της δεν βρήκαμε ούτε ατμόσφαιρα ούτε νερό. Η περίοδος περιστροφής της είναι τόσο μεγάλη, ώστε η ημέρα και η νύχτα της διαρκούν δύο συνεχείς εβδομάδες η κάθε μία. Επί πλέον, χωρίς την προστατευτική ασπίδα μιας ατμόσφαιρας η επιφάνεια της Σελήνης είναι εκτεθειμένη στις διάφορες επικίνδυνες ακτινοβολίες του ήλιου και το συνεχή βομβαρδισμό χιλιάδων μικρών και μεγάλων μετεωριτών. Τα στοιχεία αυτά ίσως να φαίνονται τρομερά και φοβερά για τη σεληνιακή αποικία. Κανείς όμως δεν υποστηρίζει ότι η αποικία μας αυτή θα πρέπει να εγκατασταθεί στην εκτεθειμένη επιφάνεια, αλλά μάλλον κάτω απ' αυτήν. Γιατί κάτω από την επιφάνεια η θερμοκρασία παραμένει σταθερή και σε λογικά όρια. Ενώ τα πετρώματα του σεληνιακού φλοιού θα προστατεύουν άνετα την αποικία από το βομβαρδισμό των μετεωριτών. Η έλλειψη όμως νερού και ατμόσφαιρας είναι μια άλλη ιστορία. Ο άνθρωπος χρειάζεται απόλυτα τα δυο αυτά στοιχεία για να επιζήσει. Γι' αυτό οι άποικοι θα προμηθεύονται τα στοιχεία αυτά από το σεληνιακό χώμα. Το μόνο που θα χρειαστούν είναι μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Κάτι που υπάρχει άφθονο στη Σελήνη από μια σχεδόν ανεξάντλητη πηγή: τον Ήλιο. Ο Ήλιος ακτινοβολεί στο γύρω Διάστημα 400 δισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων κιλοβατώρες ενέργειας κάθε δευτερόλεπτο. Η σεληνιακή αποικία λοιπόν θα μπορεί να συλλέξει μεγάλες ποσότητες ενέργειας με ειδικούς ηλιακούς συλλέκτες. Η τεράστια αυτή ηλιακή ενέργεια θα μετατρέπεται σε ηλεκτρική, με την οποία θα είναι δυνατή η ανακύκληση του νερού. Να χρησιμοποιείται δηλαδή συνεχώς το ίδιο νερό και το ίδιο οξυγόνο, τα οποία θα αποσπώνται από τα απόβλητα προϊόντα του, καθώς και από το σεληνιακό έδαφος Επί πλέον τα υλικά που θα παραμένουν μετά την απόσπαση αυτή θα χρησιμεύουν σαν λίπασμα στα ειδικά θερμοκήπια που θα προμηθεύουν στους αποίκους την τροφή τους. Αναφορά: W. Hartmann., Δ.Σιμόπουλος κλπ
|
|||
|