Mesec će u narednim godinama biti popularna destinacija za svemirske programe širom sveta.
Do 2025. godine, NASA-ina misija Artemis III će spustiti prve astronaute („prva žena i prva osoba u boji“) na površinu Meseca, po prvi put od kraja ere Apola, pre više od pedeset godina.
Njima će se pridružiti više svemirskih agencija, prema sporazumu Artemis, koje će slati Evropljane, Kanadske, Japance i astronaute drugih nacionalnosti na površinu Meseca. Ubrzo će ih pratiti tajkonauti (Kina), kosmonauti (Rusija) i vjomanauti (Indija), koji će sprovoditi slično unosna istraživanja i istraživanja.
Posedovanje objekata u orbiti Meseca, poput baznog kampa Artemis, Međunarodne lunarne istraživačke stanice i drugih, omogućiće sve vrste naučnih istraživanja koja nisu moguća na Zemlji ili u Zemljinoj orbiti.
Ovo uključuje radio astronomiju, koja bi bila oslobođena zemaljskih smetnji na suprotnoj strani Meseca i dovoljno osetljiva da detektuje svetlost iz prethodno neistraženih kosmoloških perioda. Ovo je svrha projekta za pronalaženje tragova poznatog kao Noćni eksperiment elektromagnetike na Lunarnoj površini (LuSEE-Night) koji će krenuti na Mesec sledeće godine i provesti narednih 18 meseci slušajući kosmos!
To je dovelo do toga da je Univerzum postao transparentan za svetlost i, stoga, vidljiv našim današnjim instrumentima. Ali s obzirom na to kako su se prve zvezde i galaksije formirale tokom mračnog doba, astronomi su želeli da pogledaju ovaj period kako bi mogli da prate evoluciju kosmičkih struktura od samog početka.
Nažalost, jedini izvori svetlosti u to vreme bili su reliktno zračenje preostalo od Velikog praska, danas vidljivo kao kosmička mikrotalasna pozadina (CMB), i fotoni oslobođeni kao prvi neutralni atomi vodonika koji su se formirali i smestili u stabilna stanja (tzv. rekombinacija i razdvajanje).
Ova svetlost je danas vidljiva samo kao spektralna linija nastala promenom energetskog stanja neutralnog vodonika, naizmenično poznata kao linija od 21 cm ili „vodonička linija“.
Ova linija se ne može meriti sa Zemlje jer atmosfera apsorbuje, prelama i reflektuje ove radio signale pre nego što ih zemaljski instrumenti mogu otkriti. Štaviše, bilo koji radio signal koji putuje tako daleko kroz prostor (i vreme) bi bio ugušen radio smetnjama izazvanim našim zemaljskim izvorima – elektronskim uređajima, emisionim tornjevima, komunikacionim satelitima itd.
Međutim, Mesec ima odlučnu prednost jer deluje kao štit, blokirajući radio talase koji dolaze sa Zemlje. Ali na suprotnoj strani Meseca, uslovi su „radio tihi“ i bez smetnji iz zemaljskih izvora, što bi omogućilo osetljivim radio antenama da otkriju radijaciju iz ove drevne epohe.
Na kraju, ali ne i najmanje važno, radio antene bi mogle da prikupljaju podatke tokom lunarnih noći (koje traju dve nedelje), kada radio talasi sa Sunca takođe ne bi izazivali smetnje.
Sa nekoliko misija na Mesec koje se očekuju u narednim godinama, dato je više predloga za izgradnju lunarnih radio opservatorija.
Kao što je Kaja Rotermund, postdoktorski istraživač u laboratoriji Berkelei koja radi na anteni, rekla u nedavnom saopštenju za štampu Berkli laboratorije:
„Ako ste na suprotnoj strani Meseca, imate netaknutu, radio-tihu sredinu iz koje možete pokušati da otkrijete ovaj signal iz mračnog doba. LuSEE-Night je misija koja pokazuje da li možemo da napravimo ovakve vrste posmatranja sa lokacije na kojoj nikada nismo bili, kao i za frekventni opseg koji nikada nismo mogli da posmatramo.“
Projekat LuSEE-Night je saradnja između NASA-e i Odeljenja za energetiku (DoE), sa partnerima iz Nacionalne laboratorije Lorens Berkli (Berkli Laboratorija), Nacionalne laboratorije Brukejven, UC Berkli i Univerziteta u Minesoti.
Tim iz laboratorije Berkli trenutno gradi antenu eksperimenta koja će osluškivati prostor za radio talase koji emituju iz mračnog doba. Planirano je da eksperiment bude pokrenut za Mesec do 2025. godine, gde će testirati tehnologiju u lunarnom okruženju.
Dok će lunarne radio opservatorije imati mnoge prednosti u odnosu na objekte na Zemlji, oni će se takođe suočiti sa značajnim izazovima zbog ekstremnih uslova. Među njima su ekstremne temperature između dana i noći oko južnog polarnog regiona Meseca, koje traju dve nedelje zaredom.
Tokom lunarnog dana, temperature mogu dostići čak 120 °C (250 °F) pre nego što noću padnu na najnižu vrednost od -173 °C (-280 °F). Pošto druga strana Meseca nikada nije okrenuta ka Zemlji, direktna komunikacija je nemoguća, što znači da se svi podaci moraju slati preko relejnog satelita. Rekao je Aritoki Suzuki, koji vodi projekat antene za laboratoriju Berkli:
„Inženjering za sletanje naučnog instrumenta na drugu stranu Meseca je ogromno dostignuće. Ako možemo da pokažemo da je to moguće – da možemo da stignemo tamo, rasporedimo se i preživimo noć – to može da otvori polje za zajednica i budući eksperimenti“.
Da bi prikupio radio talase iz drevnog univerzuma, LuSEE-Night će se oslanjati na dva para antena koje mere šest metara (~20 stopa) od vrha do vrha. Antene su dizajnirane tako da se namotaju kako bi se uklopile u zaštitni teret veličine samo jedan metar (3,3 stope) sa svih strana.
Kada se nađe na površini Meseca, LuSEE-Night će koristiti „stacer“ sa oprugom da ga odmota u položaj. Da bi pripremio sistem za transport, tim iz laboratorije Berkli je počeo sa simulacijama i modelima, a zatim je razvio model eksperimenta u razmeri 1/100 i testirao ga na krovu jedne od zgrada Laboratorije.
Tim iz Berkli laboratorije takođe pravi gramofon koji će periodično rotirati antene kako bi ispravio radio šum sa drugih planeta, galaksija, pa čak i varijacije izazvane lunarnim regolitom ispod eksperimenta.
Tim je ovog leta završio tehnički pregled i sada radi sa Laboratorijom za svemirske nauke UC Berkelei na izradi modela leta koji će krenuti na Mesec. Nadaju se da će antenski podsistem biti završen do januara 2024. i integrisan sa ostalim komponentama.
Završeni eksperiment će 2025. godine pokrenuti Firefli Aerospace kao deo NASA-inog programa Commercial Lunar Paiload Services (CLPS).
