A jövő Artemis-küldetéseinek űrhajósai száloptikás érzékelőkkel forradalmasíthatják a holdi szeizmológiát.
A közelmúltban két tanulmány szerzői is arra a következtetésre jutottak, hogy az egyszerűen a Hold felszínére fektetett száloptikás kábelek nemcsak a hagyományos szeizmométerek könnyű és olcsó alternatíváját kínálják, hanem kétszer érzékenyebbek is azoknál. A Los Alamos Nemzeti Laboratórium közleménye szerint az úgynevezett szétosztott akusztikus érzékelés módszerével kimutatták, hogy az optikai szálakban továbbított lézerimpulzusok a szál teljes hossza mentén még a legapróbb rezgéseket is felveszik. A módszer alkalmazásával egyetlen, a felszínre fektetett kábellel hagyományos szenzorok ezrei lennének kiválthatók. (Az Apollo-program idején a Hold felszínére helyezett szeizmométerekkel kimutatták, hogy a Hold szeizmikusan meglepően aktív: 1969 és 1977 között a felszínen hagyott műszerek sok ezer rengést regisztráltak. Azok a műszerek azonban nehezek, drágák és korlátozott teljesítőképességűek voltak.)
James B. Irwin, az Apollo–15 egyik űrhajósa a holdautóval a Hadley–Appennine leszállóhelyen. (Kép: NASA)
A holdrengések lényegesen különböznek a földrengésektől. A Holdon nincsenek kéreglemezek, nem működik a lemeztektonika, ezért a rengések fő forrásai a Föld keltette árapályerők, a meteoritok becsapódásai és a nappalok és éjszakák közötti jelentős felszíni hőingadozás. Emellett a Holdon a rengések hosszabb ideig tartanak, mint a földrengések, mert a rengéshullámok energiája lassabban disszipálódik a Hold töredezett belsejében. A rengések részletes vizsgálata különösen fontos a tervezett emberi jelenlét és az ahhoz szükséges infrastruktúra létrehozása szempontjából.
A kutatók úgy gondolják, hogy automata holdjárók segítségével több kilométer hosszan lehetne optikai szálakat fektetni a Hold felszínére. A szálakat eltemetni sem kell, úgy is hasznos adatokat szolgáltatnak, ami a telepítést jelentősen egyszerűsíti. (A Földön az ilyen kábeleket jellemzően a föld alá temetik, hogy csökkentsék a zavaró hatásokat, a mérések szerint azonban ezek fő forrása a Földön a szél, amitől a Holdon nem kell tartani.) Az egyik, az Icarus folyóiratban publikált tanulmány szerzői a Los Alamos Nemzeti Laboratórium területén különböző mélységbe eltemetett kábelek esetén vizsgálták a földrengések keltette és a szimulált jelek tisztaságát, és megállapították, hogy az elhelyezés mélysége nem befolyásolja számottevően a jel tisztaságát, vagyis a légkör nélküli Holdon a száloptikás kábelek felszínre fektetése is elegendő.
Száloptikás kábelek a (holdi regolitot szimuláló) zúzott bazalt felszínen a Los Alamos Nemzeti Laboratórium zárt laboratóriumában, ahol azt vizsgálták, alkalmasak-e a felszínre fektetett optikai szálak a holdrengések detektálására. (Kép: Los Alamos National Laboratory)
Ugyanakkor a másik, az Earth and Space Science folyóiratban megjelent cikk szerzői azt állapították meg, hogy a vastagabb és merevebb szálak jobban érintkeznek a talajjal, ezért erősebb jelet produkálnak, a holdi alkalmazásoknál azonban a vastagabb, nagyobb tömegű kábelek alkalmazása megdrágítja azoknak a Holdra juttatását.
A Holdra telepítendő száloptikás kábelekkel nemcsak a holdrengések detektálhatók azonban, hanem például az is, milyen távolra jut el (mennyi idő alatt hull vissza a felszínre) a leszálló űreszközök által felvert por.
Kapcsolódó cikkek:
Az Apollo tudományos eredményei
Kapcsolódó link:
Száloptikai kábelekkel a holdrengések vizsgálatára? (Space.com)
