Med kraterji in gorami na skriti strani Lune

Ko je 3. januarja na skriti, proč od Zemlje obrnjeni strani Lune pristalo kitajsko plovilo Chang'e 4 z vozilcem Žadasti zajec 2, je tanek lunin srp na jutranjem nebu oznanjal, da se bližamo mlaju, ko bo proti Zemlji obrnjena Lunina temna, torej nočna stran. Kitajsko plovilo se je na drugi strani našega satelita kopalo v sončni svetlobi dneva, ki je trajal vse do sončnega zahoda 13. januarja. Do 29. januarja, ko bo tam Sonce zopet vzšlo, bosta pristajalni modul in Žadasti zajec 2 v temi in mrazu.

Kot Zemlja ima tudi Luna svojo temno ali nočno in svetlo ali dnevno polovico, ki se stalno izmenjujeta. Vendar proti Zemlji gleda vedno isti del Luninega površja. Torej Lunina dan in noč skupaj trajata toliko časa, kot mine med enakima luninima menama, recimo mlajema, to je približno mesec zemeljskih dni. Počasen ritem povzroči velike razlike med dnevnimi in nočnimi temperaturami na Luni: samo pomislite, kako se segrejejo skale, ki jih brez blažilnega učinka atmosfere žge sonce dva tedna po 24 ur na zemeljski dan.

Skrita stran Lune

Chang'e 4 je prvo plovilo, ki je pristalo na skriti strani Lune. Poleg prestiža sta Kitajce pri tem vodila predvsem dva razloga: raziskovanje geologije in preverjanje možnosti opazovanja vesolja v radijskih valovih. Teren na skriti strani je precej bolj gorat in starejši od relativno mlajših peščenih ravnic na vidni strani Lune, nastalih z razlivanjem magme, ki jim pravimo morja.

Razliko med obema stranema lahko razložimo z nastankom: naš satelit se je rodil približno desetkrat bližje Zemlji, kot je danes, ko je mlada Zemlja trčila z drugim telesom skoraj svoje velikosti. Po kataklizmi se je del izbitega materiala zbral v Luno. Luna ima le dober odstotek Zemljine mase, torej so bile plimske sile Zemlje na Luno veliko močnejše od plimskih sil Lune na Zemljo. Dvigovanje, spuščanje in gnetenje Luninega površja zaradi Zemljine plime se je umirilo, ko se je Luna začela vrteti tako, da je bila proti Zemlji obrnjena vedno z isto stranjo. Ker sta bili obe telesi sprva stopljeni in vroči, je sevanje bližnje vroče Zemlje povzročilo geološke razlike med vidno in skrito Lunino stranjo. Kitajsko plovilo je pristalo v velikem udarnem kraterju na skriti strani, zato lahko upajo, da bodo raziskali plasti zelo starih kamenin, ki jih je udarec razgalil in bi bile sicer zakopane pod površjem.

Evropij in helij 3

Raziskovalce zanima zastopanost nekaterih lantanidov, med katerimi je v goratih predelih vidne strani Lune razmeroma veliko zlasti evropija. To je kemični element, ki je zanimiv zaradi svojih fluorescenčnih lastnosti. Uporabljajo ga na primer za zaščito evrskih bankovcev pred ponarejanjem. Pod ultravijolično svetilko se zasvetijo iz evropijevih spojin oblikovani vzorci, pri čemer je uporaba tega elementa privlačna že zaradi imena. Koliko ga je na skriti strani Lune, ne vemo, na vidni strani pa bi za proizvodnjo 270 ton evropija, kolikor ga predvsem iz kitajskih rudnikov v bližini mongolske meje na leto pridobimo na Zemlji, morali predelati 100 milijonov ton lunarnega materiala. Kitajska ruda je nekaj desetkrat bogatejša z evropijem od lunarnih skal.

Drugačna je zgodba lahkega izotopa helija, ki ima v jedru poleg dveh protonov le en nevtron in ga zato imenujemo helij 3. Ta izotop je zanimiv, ker bi nam njegovo jedrsko zlivanje omogočilo pridobivanje velikih količin energije brez nastajanja radioaktivnih snovi. Na Zemlji helija 3 skoraj ni, celotne zaloge so ocenjene na 20 ton.

Na Luni so se zaradi odsotnosti magnetnega polja in posledičnega stalnega bombardiranja delcev s Sonca predvsem v zgornjih plasteh peska lunarnih »morij« nabrale precejšnje količine helija 3. Skupne zaloge ocenjujejo na 660 tisoč ton, kar bi zadostovalo za nekaj stoletij trenutne proizvodnje elektrike na Zemlji.
Pri takih ocenah je treba biti previden. Ni jasno, kako bi »postrgali« helij 3 z Lune, tudi njegovo nadzorovano jedrsko zlivanje bo tehnološko mogoče šele čez desetletja. Obstajajo tudi alternative. Človeštvo v obliki elektrike in fosilnih goriv trenutno porabi približno za stotinko odstotka energijskega toka Sončeve svetlobe, ki zadene naš planet. Vsak zemljan bi za take energetske potrebe ob 20-odstotnem izkoristku moral imeti približno 7 kvadratnih metrov sončnih celic, če bi bile nameščene v vesolju, ali nekajkrat več za zemeljsko postavitev. V prvem primeru ni jasno, kako to energijo spraviti na Zemljo, v drugem pa so poleg transporta energije težave še s prostorom. Varčnost je torej na mestu.

Relejni satelit

Neposredna radijska komunikacija s skrite strani Lune na Zemljo ni mogoča, zato so Kitajci že maja lani izstrelili relejni satelit. S tirnice 60 tisoč kilometrov za Luno, kjer seštevek Zemljinega in Luninega gravitacijskega privlaka poskrbi, da satelit skupaj z Luno v mesecu dni obkroži Zemljo, satelitove antene vidijo tako Zemljo kot pristajalni modul na proč od Zemlje obrnjeni strani Lune. Poleg posredovanja komunikacij satelit uporabljajo za testno opazovanje vesolja pri zelo nizkih frekvencah med 80 kiloherci in 80 megaherci, ki jih na Zemlji zaradi neprozornosti ionosfere in zaradi človeških motenj ni mogoče izvesti. To doslej neraziskano radijsko okno je zanimivo, saj bi v njem lahko zaznali sevanje nevtralnega vodika iz temnega obdobja zgodnjega vesolja, ki ga je kasnejše širjenje vesolja premaknilo proti tako nizkim frekvencam.

Animacija, kako poteka komunikacija s satelitom, sondo in Zemljo:


Za konec leta Kitajci načrtujejo naslednjo robotsko odpravo, s katere nameravajo pripeljati na Zemljo nekaj skal z Lunine vidne strani. To bo prvi lunarni material po tem, ko so robotske sonde in astronavti z ameriških misij Apollo in sovjetskih odprav Luna pred skoraj pol stoletja prinesli na Zemljo približno 400 kilogramov skal.
Skale z Lune so znanstveno zanimive; v njih so, podobno kot v sedimentih z dna zemeljskih oceanov, pred tremi leti odkrili sledi izotopa železa, ki ima v jedru presežek štirih nevtronov. Ker je to radioaktivni izotop z razpadnim časom 2,6 milijona let in ker ne more nastati nikjer v Osončju, so sklepali, da je pred 1,5 milijona leti na razdalji 300 svetlobnih let eksplodirala supernova, ki je Zemljo in Luno poprhala s tem radioaktivnim železom. Tako nam lunarne skale pričajo o tem, da so prvi ljudje za kratek čas na nebu videli dve sonci ter da smo res iz take snovi kot zvezde.



Naslednjič se proti Luni splača ozreti že v ponedeljek zjutraj, ko bo polno osvetljena vidna stran zašla v Zemljino senco in bo zato nastopil popolni lunin mrk. Kitajsko plovilo na skriti strani pa bo pogreznjeno v globoko nočno spanje.

------
Dr. Tomaž Zwitter je ugledni profesor astronomije, astrofizike in kozmologije na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani.