Hold lávamezőkkel és lézertükrökkel

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?

Dagály-apály erők a Holdon

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 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 második Hold-rejtély

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.

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.

Holdjáró roverek

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.