Een afbeelding van een kunstenaar van het DAPPER-ruimtevaartuig in een baan om de maan.
(Afbeelding: © NASA / JPL-Caltech / Jack Burns, Univ. Of Colorado, Boulder)
NASA's zoektocht naar breng mensen terug naar de maan zou een onderzoeksgebied kunnen stimuleren dat misschien niet bijzonder maanachtig lijkt: kosmologie.
Maar de andere kant van de maan kan een krachtige plek zijn om een deel van de vragen te beantwoorden meest boeiende vragen over het universum - en de druk van NASA om mensen terug naar de maan te brengen, zou de prijzen voldoende kunnen verlagen om deze wetenschap werkelijkheid te laten worden. Zelfs een wetenschapper die NASA ertoe aanzet deze missies te onderzoeken, geeft toe dat dit niet het meest intuïtieve idee was toen hij er voor het eerst over hoorde.
"We waren samen [wetenschapsbeurs] rechters en ze vroegen me wat ik dacht van telescopen op de maan", vertelde Jack Burns, een astrofysicus aan de Universiteit van Colorado in Boulder, aan Space.com. 'En ik zei: ik dacht er helemaal niet veel over na. Het kwam gewoon niet bij me op.'
Sindsdien hebben hij en zijn collega's er veel over nagedacht. Hun conclusie is dat observatoria aan de andere kant van de maan een unieke kans bieden voor moderne astronomen. Burns heeft dit jaar nagedacht over twee specifieke missieconcepten die zijn ontworpen om te profiteren, met name gericht op de periode voordat sterren zich begonnen te vormen, de zogenaamde Middeleeuwen.
'Het klinkt onheilspellend', zei Burns over het tijdperk, maar voor wetenschappers is het vooral intrigerend. 'Het heeft daar veel potentieel heel interessante fysica en een kans voor ons om het standaardmodel van de kosmologie te testen en te zien of we het kunnen doorbreken. Weet je, astronomen willen altijd dingen breken.'
Deze waarnemingen zijn afhankelijk van het feit dat ze vrij lang kunnen vangen Radio golven, die moeilijk vanaf de aarde te bestuderen zijn door interferentie van menselijke technologie op het aardoppervlak en in een baan om de aarde. Dat is de aantrekkingskracht van de andere kant van de maan: het is de enige plek in onze buurt die beschermd is tegen al onze klapperende lichtflitsen.
'De maanzijde is zo'n zeldzame omgeving', zei Burns. 'Het is de enige echt rustige plek in het hele innerlijke zonnestelsel om waarnemingen uit te voeren op zeer lage radiofrequenties, wat, zoals blijkt uit vandaag, echt het laatste ongeopende venster is op het elektromagnetische spectrum.'
Dus Burns en zijn collega's hebben een rapport gemaakt over elk van de twee verre radiowetenschappelijke concepten voor NASA, die op zoek is naar wetenschappelijk onderzoek dat zou kunnen meeliften op het Artemis-programma, het streven van het bureau om mensen tegen 2024 op de maan te landen. NASA Beheerder Jim Bridenstine verwees naar een van de radioprojecten, een orbitale missie, tijdens een persconferentie over die campagne, genaamd de Artemis-programma, op 9 december.
'Al deze wetenschap en al deze kennis en al deze mogelijkheden zullen voor ons beschikbaar zijn, omdat we mensen voor het eerst sinds 1972 naar de maan lanceren', zei hij. 'We kunnen veel meer astrofysische wetenschap en informatie krijgen dan we ooit zouden kunnen krijgen zonder deze architectuur op de maan te hebben.'
Die architectuur omvat de poort, een NASA-waystation voor robots en mensen op weg naar het maanoppervlak. De eerste module van de Gateway zou in 2022 kunnen worden gelanceerd en de eerste missie die hij en zijn collega's beschrijven, zou het volgende jaar kunnen vliegen, zei Burns, vertrouwend op de communicatie die voor het waystation was ontwikkeld.
Het wetenschapsproject, genaamd Dark Ages Polarimetry Pathfinder, of DAPPER, is een ruimtevaartuig dat om de maan zou cirkelen en ongeveer een derde van zijn tijd in de radiostille zone aan de andere kant van de maan zou doorbrengen.
Burns en Bridenstine zeiden beiden dat het bouwen van DAPPER in het kader van het Artemis-programma de missiekosten zou verlagen. Burns zei dat het project was ontworpen met een prijskaartje van $ 50 miljoen in gedachten; Bridenstine zei dat het zelfstandig uitvoeren van de missie ongeveer $ 500 miljoen zou kosten, maar dat het gebruik van de infrastructuur van Gateway die prijs zou verlagen tot ongeveer $ 90 miljoen.
De druk om radioastronomie-apparatuur te verzenden met het Artemis-programma haalt zijn tijdigheid niet uitsluitend uit gemak. Het is ook een kwestie van urgentie, aangezien de haast naar de maan voorbij is NASA, andere landen en particuliere bedrijven zouden ertoe kunnen leiden dat technologie deze radiosignalen uit het vroege universum overtreft, op dezelfde manier als op aarde.
"Een deel van de reden waarom we dit eerder dan later willen doen, is dat we er eerst willen zijn en willen observeren terwijl de omgeving nog ongerept is," zei Burns.
DAPPER zou gemakkelijker uit te voeren zijn dan de andere projecten die Burns en zijn collega's hebben overwogen, de zogenaamde Farside Array voor Radio Science Investigations of the Dark Age en Exoplanets (FARSIDE).
Dat project zou een ritje maken op een commerciële maanlander, zoals die NASA inhuurt om zijn eigen wetenschappelijke instrumenten naar het maanoppervlak te brengen. Dan zou een rover 128 antennes inzetten over 10 kilometer van de overkant om radiogolven op te vangen. Een dergelijk project zou zich midden tot eind 2020 kunnen ontvouwen, zei Burns en kost ongeveer $ 1 miljard.
Naast het doen van kosmologisch onderzoek, kan een dergelijke reeks astronomen ook helpen begrijpen welke exoplaneten het meest bevorderlijk zijn voor het leven. Een belangrijk ingrediënt, denken wetenschappers, kan een zijn magnetisch veld die zich om de planeet wikkelt en een atmosfeer op zijn plaats houdt.
'We zijn misschien tot de voorlopige conclusie gekomen dat om een leven zoals wij te vormen, het leven zoals we het kennen, dat het hebben van een magnetisch veld erg belangrijk is', zei Burns. En deze magnetische velden zouden moeten "oplichten" als ze door radiotelescopen worden bekeken, zei hij. 'Dit is de enige manier om naar magnetische velden te zoeken, met een reeks van deze laagfrequente telescopen aan de andere kant van de maan.'
- China's Chang'e-4 Rover blijft prachtige foto's maken van de verre kant van de maan
- Verbazingwekkende maanfoto's van NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter
- Foto's van de verre kant van de maan! China's Chang'e 4 Lunar Landing in afbeeldingen
