A Holdjáró rover Harrison Schmitt űrhajóssal 1972-ben
Fotó: Wikipédia
A csillagászat iránt érdeklődő laikusok, de a szakemberek fantáziáját is régóta foglalkoztatja a Hold felszíne, ahol emberek és holdjáró roverek egyaránt megfordultak. A Hold felszínén elhelyezett lézertükrök sok mindenre magyarázatot szolgáltak, ugyanakkor számos rejtélyre még nem adtak választ a tudósok. Ezeket foglaljuk össze újabb tudományos írásunkban.
2025. február 02., 10:152025. február 02., 10:15
2025. február 02., 13:252025. február 02., 13:25
A szakemberek értetlenül állnak a Hold két oldalának a különbözősége előtt. Az általunk jól ismert oldal felszíne helyenként sötétebbnek látszik, ami a hatalmas ősi lávamezők eredménye. Ezzel szemben a túlsó oldalt világos területek, és meteoritok okozta kráterek borítják, lávamezők azonban nincsenek.
és ezáltal egy több, mint hat évtizedes rejtély fogalmazódott meg, ugyanis megdöbbentő a Hold két oldala közötti különbség, a teljes aszimmetrikusság.
A túlsó oldalon nincsenek ,,tengernek” nevezett nagy kiterjedésű sötét foltok, az egész felszín jobban tele van szórva kráterekkel, a felületét becsapódási kráterek és medencék dominálják. A felénk mutató oldalon nagy kiterjedésű, sima, sötét területek a jellemzőek.
Szakemberek szerint a Hold felénk eső oldalát mintegy 4 milliárd éve magmatenger borította, amely lehűlve elsimította a sziklás tájat, létrehozva a ma látható óriási sötét foltokat. Adódik a kérdés, hogy miért volt vulkántevékenység a Hold közelebbi oldalán, és miért hiányzott az égitest külső felén?
A vulkáni tevékenységet kiváltó okok még vita tárgyát képezik, ellenben az, hogy miért csak a Föld felé mutató Holdrészen van lávamezőkről tanúskodó vulkanikus tevékenység, azt a Nap és a Föld tömegvonzásának szinkronhatásaként magyaráznám.
A Hold, a Föld és a Nap keringési rendszeréből két pozíciót emelek ki: az Újhold és a Telihold két különleges helyzet. Az Újhold pozícióban a Föld, Hold és Nap (ebben a sorrendben) egy vonalban vannak, míg a Telihold pozícióban a Hold, Föld és Nap (ebben a sorrendben) vannak egy vonalban.
Vegyük először az Újhold pozíciót: képzeljünk el egy egyenest, amely a Föld középpontjából indul, áthalad a Hold középpontján, és eljut a Nap középpontjáig. A Hold felszínét a Föld felőli oldalon A pontban metszi, míg a Hold túlsó oldalát B pontban. Az A és B pontokban ható gravitációs erők a Föld és a Nap részéről származnak.
A két vonzó erő eredője az A pontban 237 EN (Exa tíz a tizennyolcadik hatványon). Hasonló meggondolás alapján a B pontban az eredő erő 241 EN, mivel egy Holdátmerőnyivel közelebb van a Naphoz és távolabb a Földtől.
A Hold másik oldala felületi kráterekkel és medencékkel
Fotó: Wikipédia
Végezzük el ugyanezeket a számításokat az A* és B* pontokban a Hold másik különleges pozíciójában Teliholdkor. Az A* pont a Föld felé mutat, a B* pont pedig a Hold túlsó oldalán van. Teliholdkor a Nap gravitációja párhuzamosan a Föld felé hat olyan irányba, mint a Föld tömegvonzása. Az eredő erő A* pontban 633 EN, míg a B* pontban 629 EN. Látható, hogy az A*pontban 5,11 százalékkal nőttek az eredő gravitációs erői, mert párhuzamosan hat a Nap és a Föld. A Hold minden Föld körüli keringése esetén Teliholdkor éri el az 5,11%-os plusz erőmaximumot a Föld felé mutató oldalon, míg a túlsó oldalon ható eredő erők kevésbé változnak. Vagyis a Föld felőli oldalra egy Holdhónap elteltével periodikusan nagyobb eredő erők hatnak Teliholdkor. Ezek lényegében árapályerők: nincs víz, amit mozgathatnának, de a szilárd kéregfelszínre is pont úgy hatnak.
A Hold túlsó oldalán nem hatnak nagy eredő gravitációs erők és nem voltak kőzetlazulások. A Hold Föld felőli oldalán a meglazult kérgen keresztül előtort a láva, vagyis kialakultak a lávamezők. Ellenben a túlsó oldal felszíne nem lazult meg és ezért nem tudott kitörni a láva. Szerintem így lehet megmagyarázni a Hold Föld felőli oldalán levő lávamezők jelenlétét és a túlsó oldalon ezek teljes hiányát. Ez a két Holdoldal geológiai aszimmetriájának magyarázata az első Hold rejtély megoldása.
A Hold felszínén elhelyezett lézertükrök valójában olyan hármasszögletekből (prizmákból) állnak, amelyek lényeges tulajdonsága, hogy a beeső fényhullám – jelen esetben egy földi obszervatóriumból küldött lézerimpulzus – pontosan a beesési irányával ellentétesen és párhuzamosan verődik vissza. Így a rájuk irányított lézersugarat ugyanabban az obszervatóriumból képesek venni, mint ahonnan küldték. A jelek oda-vissza történő futamidejéből kiszámítható a Hold aktuális távolsága a Földtől, ami 384 400 km.
Az Apollo 11 űrhajósai nagyjából a Föld irányára merőlegesen beállított lézertükrei a visszatükrözés (retroreflexió) jelenségét kihasználva módot ad a Hold Földtől való távolságának pontos mérésére. A Holdnak a Földtől való távolodásának üteme jelenleg kb. 3,8 cm/év. A Hold felszínén összesen 8 többé-kevésbé használható visszaverő lézertükör van, amelyekkel már néhány mm-es pontossággal lehet távolságméréseket végezni.
Nagy kérdés, hogy ezek a tükrök meddig maradnak használhatóak?
Ha tudjuk, hogy a Holdnak nincs légköre és nem fúj a szél, akkor honnan kerül por a tükrökre? Ez a feltételezés tehát megkérdőjelezhető.
Az Apollo-11 a Föld irányára merőlegesen beállított lézertükre
Fotó: Urvilag.hu
Van egy másik, időnként visszatérő jelenség is, ami nagyságrenddel ront a helyzeten. A kutatók azt feltételezték, hogy ezért a lézertükröket érő hőhatás a felelős. Az elképzelés ellenőrzésére jó alkalmat kínál egy holdfogyatkozás. Ilyenkor a Hold, és vele együtt a felszínen lévő lézertükrök pár órára a Föld árnyékába kerülnek. Ahogy várták, 5 lézertükörnél a 8-ból a visszaverődés hatékonysága javult a holdfogyatkozás idejére, és kettőnél romlott.
A hőhatás feltételezése is vitatott kérdés, mert a tükrök üvegből vannak és általában nem melegszenek, csak esetleg az őket fenntartó, alátámasztó szerkezet, a doboz, amelyekben helyet foglalnak. De ez jelentéktelen hőhatást jelent.
Az orosz tükrök leromlott viselkedése egy olyan Holdrejtély, aminek magyarázata lehet, hogy a gravitációs eredő erők egy kicsit mozgatják a Hold felszínét, nagyobb mértékben Teliholdkor és kisebb mértékben Újholdkor.
Ahogy telik az idő, ezek a mozgások egyre jobban kimozdítják a tükröket eredeti jól beállított helyzetükből, és így egyre több lesz a diffúz, szórt, visszavert fény, és romlik a lézertükör működési hatékonysága. Mivel a legjobb minőségű síktükrök is csak a fény 95-97 százalékát verik vissza, ezért a fény visszatükrözéséhez a teljes fényvisszaverődést kihasználó hármasszögletet (prizmát) használják. Ez egy átlátszó, jó minőségű üvegből készült optikai eszköz. Alakja általában szabályos háromszög alakú gúla, amelynek oldallapjai egyenlő oldalú derékszögű háromszögek.
A hármasszöglet alaplapjára megközelítőleg merőlegesen beeső fénysugár két oldallapon 90 fokos, és még egyszer 90 fokos teljes visszaverődés során a beeső sugárhoz viszonyítva 180 fokosan az eredeti fénysugárral párhuzamosan és ellentétes irányban verődik vissza a fényforrás felé.
Ezt a Hold felszínén úgy helyezték el, hogy a lézertükör nagyjából a Föld felé nézzen. A Földről a lézertükörre bocsátott lézerfényt a hármasszögletek a kibocsátás helye felé verik vissza. Az optimális működés feltétele, hogy a beeső fény a prizma alaplapjára merőlegesen essen be. Ha pár fokos eltérés van a merőlegestől, akkor más felé fog visszaverődni a fénysugár.
Később az Apollo 14 és Apollo 15 űrhajósai is elhelyeztek egy-egy hasonló lézertükröt a Holdon. Az első űrhajó lézertükre szinten 100 darab hármasszögletet tartalmazott négyzetes elrendezésben, az Apollo 15 űrhajósai tükre viszont már 300 darab hatszöges elrendezésben elhelyezett hármasszögletből állt. Ezek a passzív eszközök (működésükhöz nincs szükség energiára) sok év óta folyamatosan működőkepések, de egyre gyengébb minőségben.
A velük végzett mérések alapján tudjuk, hogy a Hold évente 3,8 cm-rel távolabb kerül a Földtől. Egyértelmű, hogy sem a porlerakodás, sem a hőhatás nem magyarázza a második Hold-rejtélyt. Az én magyarázatom az, hogy a gravitációs erők hatására a Holdfelszín periodikusan mozog és vele együtt a lézertükrök is. Javasolnám, hogy olyan automatikus berendezést szereljenek a következő elhelyezendő lézertükör dobozába – az alátámasztó konzoljára –, amely kompenzálná a kis kitéréseket, mert a lézertükör a Holdfelszínnel együtt mozog.
A folyamatos korrigálással megtartható lenne az eredeti beállítás. Az Apollo űrhajósai jól beállítva helyezték a Hold felszínére a lézertükröket, amelyek eleinte kifogástalanul működtek. Az utóbbi időkben 20-30 százalékra romlott le a hatékonyságuk, és ezek szerint a jövőben még tovább csökken, míg teljesen használhatatlanná nem válnak. Az orosz lézertükrök már hamarabb rendetlenkedtek és mostanra már használhatatlanokká váltak.
Mi a különbség az amerikai, és Lunokhod 1 és Lunokhod 2 által telepített lézertükrök között? Az Apollo programban űrhajósok voltak a Holdon és a Hold felszínére helyezték a lézertükröket jól beállítva, míg a Lunokhod-missziókban robotok voltak űrhajósok nélkül: a holdjárók csomagterében, és nem a Hold felszínére helyezték el a lézertükröket. A rovereken napelemek is vannak, így esetleg elektromos árammal hozhatják működésbe őket, hogy jó beállítást érjenek el a roverek mozgatása által.
A NASA-rovereknek gumitömlős kerekük van, alumíniumból készültek, a benne levő levegő nyomása a hőmérséklet ingadozásától függ. Nappal a Holdon +130 C, míg éjjel -170 C fok van. A 300 C fokos hőingadozás óriási: nappal a roverkerék nagy nyomású és kemény, éjjel pedig kis nyomású és puha. A kemény kerék átadja a rovernek a Hold felszínének a vibrálását és a lézertükrök kimozdulnak a beállítási helyzetükből. Ezzel szemben a puha kerék tompítja a vibrálás átadását és a lézertükör jól működik. Az amerikai tükrökre a hőhatás nem jellemző, az orosz tükrök viselkedését viszont látták Holdfogyatkozáskor, amikor napfényben nem működtek.
A roverek futóművei szinte azonosak, rugós szerkezetek. Mindkét típusú holdjáró rendelkezett rugós futóművel, ami segített a Holdfelszín terepviszonyaihoz való alkalmazkodáshoz. A rugók és kerekek szilárdsága meghatározó a Holdfelszín vibrálásának átadásában és a lézertükör mozgatásában.
Nappal a rugók megpuhulnak és a rover tompítja a vibrálás átadását, mert melegben a futómű sokkal rugalmasabb. Éjjel a hideg megkeményíti a futómű rugóit és a rezgések jobban átadódnak, ezáltal a lézertükör rosszabbul működik. Vagyis holdfogyatkozásnál 2-3 órán keresztül az orosz holdjárók jobban átadták a Hold felszínének vibrálását Teliholdkor a lézertükröknek, amelyek szinte használhatatlanokká váltak. A nappali fényben a tükrök még elég jól működtek, de sötétben szinte kikapcsolták őket.
Az Apollo-17 tudományos eszközei a Hold felszínén
Fotó: Wikipédia
A Hold felszínére az alábbi missziók helyeztek el lézertükröket: Apollo 11 egyet, Apollo 14 egyet, Apollo 15 kettőt, Apollo 16 egyet és Apollo 17 egyet, közvetlenül a felszínen tehát 6 darab található. Holdjáróra szerelt lézertükör a Lunokhod 1 és a Lunokhod 2 részéről kettő van, tehát összesen 8 darab lézertükör található a Holdon.
A holdfogyatkozáskor tett megfigyelések megmutatták a lézertükrök változatos működését és bebizonyították a hőhatást. Leginkább a roverekre szerelt lézertükrökre volt nagy hatással a hőmérséklet-ingadozás. A két orosz lézertükör szinte használhatatlanná vált a Föld árnyékában. A hat amerikai lézertükörre nem hatott olyan nagyon a hőhatás és még mindig 20-30 százalékos hatékonysággal működnek, de nem lehet tudni, hogy meddig.
Pálfi János
A szerző nyugalmazott aradi fizikus
Iratkozzon fel hírlevelünkre, hogy elsőként értesüljön a hírekről!
A gyenge PISA-eredmények hátterében több tényező áll, de a tanárképzés átalakítása, a több iskolai gyakorlat és a személyiségfejlesztés megkerülhetetlen. Birta-Székely Noémivel, a BBTE Pszichológia és Neveléstudományok Karának oktatójával beszélgettünk.
Immár két évtizede tevékenykedik a szatmárnémeti Aranykapu Kulturális Egyesület, amely a magyar népi hagyományok, kézműves mesterségek és az előző nemzedékek tudásának továbbadását tűzte ki célul.
A hét közepén még 23–24 Celsius-fokig emelkedhet a hőmérséklet Erdélyben, a hétvégére azonban véget ér az októberi meleg: eső, záporok és jelentős lehűlés érkezik.
A Beszterce-Naszód megyei Teke Magyar utcájában egykor a helyi magyarság derékhada élt, ma talán tízen ha maradtak. A község egykor három nemzet – szászok, magyarok és románok – otthona volt, mára a szász közösség eltűnt, és a magyarság is rohamosan fogy.
Ezért tényleg megérte: a romániai pártok ismét bebizonyították, hogy képtelenek kompromisszumra jutni egymással, így továbbra sincs működőképes kormánya az országnak – de legalább tovább nőtt az AUR kormánytényezővé válásának lehetősége.
Ritkán görgetem magam előtt a közösségi média videóit, különben belehajszolnám magam egy végeláthatatlan semmittevésbe. Nemrég mégis megakadt a szemem egy különleges képen, pontosabban egy hosszú videóanyag kimerevített képén, ami Erdélyt ábrázolta.
Hűvös hajnalokkal, de sok napsütéssel és 20 fok körüli délutáni hőmérsékletekkel köszönt be október Erdélyben. A HungaroMet következő hét napra szóló előrejelzése alapján számottevő csapadékra egyelőre nem kell számítani.
Egyszerre fest valós és kínos képet a szuverén román állam sebezhetőségéről a leleplezés, miszerint az Ilie Bolojan vezette kormány tavaszi bukásához az Egyesült Államok is hozzájárulhatott. De az összkép a teljes román politikumot szemlélve lesújtó.
Nem múzeumi anyagként, hanem ma is élő, szerethető és megszólító kultúraként szeretné bemutatni az operett és a magyar zenés színpad örökségét a Hat élet, hat sors című új kolozsvári programsorozat, amely szeptember 27-én kezdődik Kolozsváron.
Világszerte már 1,17 milliárd embert érint valamilyen mentális zavar, és Erdélyben is egyre többen kérnek segítséget. Vajda Ildikó pszichiáter szerint különösen aggasztó, hogy mind több fiatal és serdülő kerül rendelőbe.
Látogatottsági adatok
szóljon hozzá!