Wetenschap
Een grote, zeegelei-achtige antenneschaduw van de Apollo 14-missie in 1971. Credit:NASA
Tussen 1969 en 1972, een nieuw type archeologische vindplaats werd gecreëerd. Voor de eerste keer, menselijke lichamen en de technologie die nodig is om ze in stand te houden, veranderden het landschap van een andere wereld. De astronauten van de zes Apollo-missies lieten een reeks artefacten uit de ruimtetijd achter op het maanoppervlak. En dat niet alleen:de missies brachten nieuwe soorten schaduwen naar de maan, gegoten door machines en lichamen en vlaggen en rovers, in een samenspel van beweging en stilte.
Op aarde, de beweging van levende wezens, de verandering van de omgeving, zowel natuurlijk als cultureel; en het weer, die het zonlicht in verschillende mate afsluit, maken schaduwen erg dynamisch. maan schaduwen, echter, zijn passiever op menselijke tijdschalen, hun beweging identiek aan de tweewekelijkse passage van de zon over het oppervlak.
De Apollo-missies brachten schaduwen die niet zo passief waren. De snelheid van de schaduwen verschilde, afhankelijk van de activiteit die wordt uitgevoerd, en was veel sneller dan het langzame verstrijken van de dag. Sommige schaduwen waren effen zwart en sommige waren kanten en getextureerd, reflecterend het gaas op de parapluvormige antennes.
Ze kruisten en maakten de kruising af met de hoek van de zon en de beweging van de astronauten rond de kleine landschappen die hun maanervaring vormden. De schaduwen werden vastgelegd en bevroren op veel foto's van de Apollo-missies; op deze foto's, ze werden een ander type artefact.
En toen bleven er wat schaduwen over, om nooit meer terug te keren, en anderen bleven om opgeslokt te worden door de maannacht en kwamen weer tevoorschijn in de dag. De schaduwen van de achtergebleven objecten - afdalingsmodules, rovers, camera's en andere apparatuur - zullen over het maanoppervlak blijven worden geworpen totdat ze in tientallen vervallen, honderden of duizenden jaren. De objecten bewegen niet, maar hun schaduwen omcirkelen hen in dagelijkse toewijding, zonnewijzers zonder missie.
De Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), gelanceerd in 2009, gebruikte de schaduwen om de aanwezigheid van deze verweesde items van materiële cultuur te detecteren. We hebben beelden kunnen krijgen van Tranquility Base, en de andere landingsplaatsen, van de overvliegende satelliet. De beroemde Apollo 11-vlag, geplant in juli 1969, staat helaas niet meer, waarschijnlijk omgestoten toen de opstijgmodule opsteeg en stof over het stofdetectorexperiment blies - een kleine kubus gemaakt van zonnepanelen, ontworpen door de Australische ruimtewetenschapper professor Brian O'Brien.
De Apollo 17 maanrover en zijn schaduwen. Krediet:NASA
In mijn zoektocht naar de betekenis van maanschaduwen, Ik moest eerst onderzoeken wat voor ding een schaduw eigenlijk was. Het was geen silhouet, dat is de donkere omtrek van een object, meestal tegen een lichte achtergrond. Het is ook geen weerspiegeling, waar een object licht terugwerpt om een tegenbeeld te creëren. Het is geen albedo, dat is de hoeveelheid licht die een oppervlak absorbeert. (Hoe meer licht wordt geabsorbeerd, hoe donkerder het oppervlak lijkt.)
Als we vanaf de aarde naar de maan kijken, veel van het verschil in lichte en donkere gebieden is het gevolg van albedo in plaats van schaduwen. Het was Sir Isaac Newton, in de 17e eeuw, die vaststelde dat duisternis geen positieve kracht was zoals licht, en schaduwen werden veroorzaakt door de afwezigheid van licht.
Dan is er clair-obscur, dat wil zeggen de contrasten tussen licht en schaduwen - gebruikt door kunstenaars om driedimensionale effecten te creëren op tweedimensionale platte oppervlakken. Clair-obscur komt ook niet alleen voor op het doek:we gebruiken schaduwen in dieptewaarneming in het dagelijks leven. Schaduwen zelf zijn 2D-weergaven van 3D-objecten.
Terwijl ik door Apollo-afbeeldingen in de online archieven van NASA bladerde, Ik zag de vele schaduwastronauten met langwerpige benen, aanwezig maar afwezig op de foto's die ze maakten voor het publiek op aarde. Ze leken zo eenzaam en stil; en ik moest denken aan een bekende serie schilderijen van de kunstenaar Giorgio de Chirico.
Rond 1910, hij ging aan de slag met een thema waarin schaduwen een prominente rol speelden. De schilderijen waren vaak van lege stadspleinen met beelden, torens en gewelfde gevels. De schaduwen waren scherp en langwerpig en leken op gespannen voet met de sterkte van het licht. Hij gebruikte de schaduwen niet om diepte te creëren, maar om de conventies van "perspectief illusionisme" te ondermijnen.
Meer dan de fysieke waarneming, schaduwen zijn zeer symbolisch. Ze vertegenwoordigen melancholie, verhulling en geheimhouding. Ze symboliseren de dood en de ziel, het bovennatuurlijke, dromen en geesten, de onderwereld, koelte en rust op een warme dag.
Schaduwastronauten:Alan Bean en Peter Conrad, van de Apollo 12-missie in 1969. Credit:NASA
Schaduwen zijn zichtbaar maar niet voelbaar. Hun plaatsing varieert met de hoek van de lichtbronnen. Ik vroeg me af of schaduwen een factor waren geweest bij het beschouwen van de esthetische waarden van erfgoedsites op aarde.
Mijn zoektochten in de erfgoedregisters van verschillende landen leverden niet veel op. Meestal werden schaduwen beschouwd als onderdeel van de gebouwde omgeving, en hun effecten werden meestal in negatieve termen gekarakteriseerd, omdat schaduwen van recentere gebouwen de perceptie van een erfgoedelement op een ouder gebouw kunnen beïnvloeden.
Er waren twee uitzonderingen die ik vond op de Werelderfgoedlijst. Beiden verwezen naar schaduwen die werden geworpen door versterkte stadsmuren. Deze schaduwen creëerden een gevoel van verbondenheid en bescherming voor de gemeenschappen die erin leefden. Er was dus een precedent om schaduwen te beschouwen als onderdeel van het weefsel en de culturele betekenis van een erfgoedsite.
Een afdaling in de duisternis
Het is 21 juli 1969. Neil Armstrong daalt de ladder af van de Apollo 11-landingsmodule. Terwijl hij voet op de maan zet, hij spreekt woorden die sindsdien onsterfelijk zijn geworden. Maar hij zegt ook nog iets anders. "Het is hier vrij donker in de schaduw en een beetje moeilijk voor mij om te zien dat ik een goede basis heb."
Hij was afgedaald in iets dat de maan nog nooit eerder had gezien:de schaduw van een bemand voertuig, de landingsmodule. Schaduwen zouden een grote rol spelen in de zich ontvouwende maanmissie.
plein, door Giorgio de Chirico, 1913. Krediet:Museo Nacional de Belles Artes, Argentinië
Het veilig landen van de Eagle betekende leren interpreteren wat de schaduwen zeiden over de oneffenheden van het terrein. Armstrong en Buzz Aldrin moesten hun wetenschappelijk werk uitvoeren in deze ongewone schaduwen, die vaak onderdelen van apparatuur die in hun diepe zwart vielen onzichtbaar maakten. Maar ook de schaduwen waren onderwerp van onderzoek. Ze beoordeelden temperatuurveranderingen in hen. Ze observeerden de effecten van schaduwen op het zicht.
Een van de eerste dingen die de astronauten deden, was observaties doen over de impact van hun laarzen op de maanregoliet, het droge stof en gebroken gesteente dat het oppervlak van de maan bedekt. De ribbels in de zolen, waarvan de afbeeldingen ontelbare keren zijn gereproduceerd, waren in feite een experiment:het contrast tussen het licht en de schaduw in de richels was een manier om de reflectie-eigenschappen van het stof te meten, en de hoeken maakten het mogelijk de diepte te berekenen waarop de astronauten erin zonken. Armstrong merkte op:"Het hecht in fijne lagen, zoals houtskoolpoeder, aan de zool en zijkanten van mijn laarzen. Ik ga maar in een kleine fractie van een inch, misschien een achtste van een inch, maar ik zie de voetafdrukken van mijn laarzen en de treden in de boete, zanddeeltjes."
In de loop van de oppervlaktemissie, de astronauten namen meer dan 600 foto's en films. Op deze afbeeldingen zien we de lange schaduwen die door het licht van de zon en de aarde rond de astronauten worden geworpen, de landingsmodule, vlag en andere objecten.
De plaatsing van de schaduwen maakt deel uit van het corpus van samenzweringstheorieën die beweren dat de maanlandingen nep waren. Er wordt beweerd dat de hoeken van de schaduwen geen zin hebben en worden veroorzaakt door de verlichting in een filmstudio, waar acteurs slenterden om te doen alsof ze in een lage zwaartekracht waren. Dit doet me erg denken aan de contra-intuïtieve schaduwen van de Chirico's schilderijen.
Mensen met veel meer kennis dan ik hebben de theorieën ontkracht, maar ik denk dat er nog een ander aspect is aan de schaduwcomplotten. Schaduwen verbergen en verduisteren; ze creëren illusies door hoogte en verhoudingen te vervormen, maar theoretici van maancomplot kijken naar schaduwen om de waarheid te onthullen. In Plato's beroemde allegorie van de grot, gevangenen kennen de wereld alleen door de schaduwen die op de grotmuur worden geworpen door mensen en objecten die achter hen bewegen. De schaduwen zijn een onvolmaakte en vervormde weerspiegeling van de werkelijke vorm van de objecten. In hun eigen gedachten, de complottheoretici zijn als de ontsnapte gevangene die uit de grot tevoorschijn komt om de ware oorzaak van de schaduwen te zien.
De schaduwen zijn tekens die kunnen worden gelezen, en de LRO gebruikte ze om de zes Apollo-landingsplaatsen te lokaliseren. In een baan rond de 50 kilometer van het oppervlak, het kon de schaduwen zien die werden geworpen door de landingsmodules, instrumentenpakketten en zelfs de vlaggen. De astronautentraverses en rovertracks van Apollo 15-17 waren zichtbaar als donkere bewegingen, als de holen van een insect in boomschors.
Neil Armstrong aan het werk in de schaduw van de Apollo 11-afdalingsmodule. Krediet:NASA
Er is geen twijfel in mijn gedachten, ondanks hun ongrijpbare, kortstondige aard, dat de Apollo-schaduwen een belangrijk deel uitmaken van het weefsel van de sites en van hun culturele betekenis. Hoewel verlaten door mensen, de schaduwen betekenen dat de sites niet stil zijn. Ze hebben de temperatuur en de lichtomgeving veranderd die vóór de landingen in het landschap bestonden.
Het is hun verschil met aardse schaduwen dat ze significant maakt; ze zijn de schaduwen van mensen en menselijke artefacten in het licht van een andere wereld, en ze brengen nieuwe geometrieën en texturen naar maanschaduwtopografie.
Ruimtearcheologe Beth Laura O'Leary en haar team van het Lunar Legacy Project hebben de artefacten op Tranquility Base al gecatalogiseerd; Ik wil graag een catalogus maken van de schaduwen. Het zijn niet alleen de hardware en de relaties tussen objecten op de Apollo-locaties die door onzorgvuldig bezoek kunnen worden beschadigd. Het clair-obscur gecreëerd door de acties van deze eerste mensen zou ook kunnen worden vernietigd.
De schaduwen vind ik het meest dwingend, Hoewel, zijn de schaduw-selfies van afwezige astronauten die op hun lange benen over de regoliet sluipen, camera naar hun vizier gericht. Ze voelen aan als de griezelige dubbelganger of dubbelganger van Sigmund Freud, menselijk, maar niet helemaal.
Ze zijn stil, eenzaam en melancholiek, alsof Tranquility Base een stadsplein is in een schilderij van de Chirico. Maar er is ook een soort rust.
De Apollo 11-landingsmodule en zijn schaduwen. Volgens het Apollo Lunar Surface Journal, 'Het is mogelijk dat dit een onbedoeld schot was'. Krediet:NASA
De schaduw van de mijnbouw
Sinds een paar decennia is de maansites waren veilig voor verstoring. Maar nu wil iedereen terug naar de maan. Afstand zal het maanerfgoed niet langer beschermen, als we denken dat het de moeite waard is om te beschermen. Het gaat niet meer alleen om wetenschap of prestige, of, in het tijdperk waarin rijkdom de drijvende kracht is achter ruimteverkenning. De maan heeft middelen waar ondernemers op aarde graag toegang toe zouden hebben.
Deze omvatten zeldzame aardelementen, zoals yttrium en ytterbium, die worden gebruikt in lasers, computers, mobiele telefoons en autobatterijen; helium-3, die als schone splijtstof kan worden gebruikt, en vele anderen, zoals water, die zou kunnen worden gebruikt om een nederzetting op de maan in stand te houden in wat In Situ Resource Utilisation wordt genoemd.
Het waterijs dat verborgen is in de permanent beschaduwde poolkraters, is een hulpbron die kan worden gebruikt om brandstof te maken, ook voor bewoning. Mensen gaan het schaduwlandschap analyseren om bronnen voor toekomstige industrie te vinden.
Er zijn particuliere bedrijven opgericht om mijnbouw op de maan en asteroïden na te streven. Landen als de VS en Luxemburg hebben wetgeving ingevoerd om commerciële ondernemingen op de maan en in de asteroïdengordel te ondersteunen. Mensen lijken te accepteren dat industrie op de maan geen kwestie is van indien meer, maar wanneer . En als het gebeurt, er zal een enorme hoeveelheid schuurmiddel zijn, plakkerig en bijtend maanstof woei op terwijl raketten en rovers komen en gaan. De toekomst van het maanerfgoed staat op het spel.
Mijn jaren van werken in de terrestrische mijnbouwindustrie zijn plotseling relevant geworden voor de toekomst van ruimteverkenning. Ik denk dat off-Earth mijnbouwbedrijven een aantal kritieke processen over het hoofd zien.
Schaduwastronauten:Dave Scott en Jim Irwin op de Apollo 15-missie, 1971. Krediet:NASA
Het verstoren van het oppervlak van de maan op industrieel niveau zou een negatieve invloed kunnen hebben op de culturele betekenis ervan voor de hele bevolking van de aarde. Dit is zelfs voordat u mogelijke schade aan de maanlandingsplaatsen van veel landen overweegt. Er is dringend behoefte aan de ontwikkeling van een kader voor milieubeheer voor de ruimte, en cultureel erfgoed moet daar deel van uitmaken. Ruimtearcheologen spelen een belangrijke rol in de volgende fase van de menselijke interactie met het zonnestelsel.
Er zijn talloze technische problemen die moeten worden opgelost om een levensvatbare maanindustrie te hebben, maar er is één grote die invloed heeft op alles wat we op de maan zouden kunnen doen. De Apollo-astronauten ontdekten dat maanstof aan hen kleefde en niet losliet. Het verstopte de afdichtingen van hun apparatuur en zorgde ervoor dat mechanische apparatuur niet meer goed werkte. Het bedekte instrumentvlakken zodat ze niet konden worden gelezen - en dit was al na een paar dagen. We denken aan de astronauten in verblindend witte ruimtepakken, maar ze eindigden onder het vuil, net als een archeoloog in de loopgraven.
Het stof bevat kleine, scherpe spicules van obsidiaan, een natuurlijk glas, die erg schurend zijn. Het is ook elektrostatisch geladen door constant bombardement met zonnedeeltjes en kosmische straling - er is weinig atmosfeer om het oppervlak te beschermen, zoals we op aarde hebben. Dit maakt het zeer hechtend.
Met ruimtevoertuigen die apparatuur vervoeren, personeel en commerciële producten tussen de maan en de aarde, er zal veel stof rondwaaien. Als er geen oplossingen worden gevonden om het te beheersen, het is zelfs mogelijk dat het in een baan om de maan wordt opgeblazen en een stofwolk rond de maan creëert. Dit is een cruciaal probleem dat moet worden opgelost voordat er enige industriële activiteit plaatsvindt. Jan Jong, de Apollo 16-commandant in 1972, zei, "Stof is de grootste zorg bij het terugkeren naar de maan."
Natuurlijk heeft het stofprobleem de hoofden van wetenschappers die aan mijnbouwsystemen op de maan werken, veel beziggehouden. Voorstellen om stofschade te beperken, zijn onder meer het bouwen van explosiewanden om het in te dammen, het stof samensmelten tot landingsplatforms, zodat het opstijgen en landen van raketten het niet omver blazen, en het creëren van materialen die het afstoten.
Sommige van deze voorstellen zullen ook de schade door stofslijtage op historische maanruimtevaartuigen minimaliseren. Dit is een zeldzame gelegenheid waarbij het onderzoek dat nodig is om maanbronnen te ontwikkelen, ons ook helpt om enkele van de belangrijkste locaties van de 20e eeuw te beschermen. Er is dus enige hoop dat we ervoor kunnen zorgen dat de vroege geschiedenis van menselijke aanpassing aan ruimteomgevingen niet wordt uitgewist.
Vergrote maanstofdeeltjes. Ze hebben een vesiculaire textuur en scherpe randen, in vergelijking met terrestrische stofdeeltjes die vaak door wind en water worden opgeblazen. Krediet:NASA
Dit laat nog steeds de grotere vraag. Hoe zit het met de maan zelf? Hoe zullen mensen zich voelen als ze naar de maan aan de nachtelijke hemel kijken, en weten dat het voor hun ogen wordt gedolven? De maan is een universeel cultureel symbool dat ons verenigt vanaf de vroegste menselijke voorouders, miljoenen jaren geleden, tot in de diepe toekomst van de mensheid.
Tot dusver, alle maanmissies waren kleinschalig en wetenschappelijk. De aanwezigheid van menselijke sites, die we vanaf de aarde niet kunnen zien, zelfs niet met de krachtigste telescopen, heeft het immateriële erfgoed van de overtuigingen en dromen van mensen niet verminderd. Maar het kan anders zijn als we weten dat particuliere bedrijven winst maken met het opgraven van de maan.
De kopermijn van Bingham Canyon, eigendom van Rio Tinto en gevestigd in Utah, is de grootste open mijnput ter wereld. Het is in productie sinds 1906. Wat begon als een kleine put is nu vier kilometer breed, 1900 hectare oppervlakte, en 1,2 kilometer diep. Stel je zoiets voor - maar dan op de maan. Hoe zouden we ons voelen als we een soortgelijke door mensen gemaakte krater vanaf de aarde zouden kunnen zien - door telescopen of satellietbeelden?
We mogen ons niet laten verrassen. We moeten voorbereid zijn op veranderingen aan de maan die we denken te kennen - om er nieuwe betekenissen voor te moeten geven, zoals we hebben moeten doen voor de aarde en andere plaatsen in het zonnestelsel, zoals Pluto. Het Antropoceen-tijdperk omvat het herverdelen van mineralen en elementen op een manier die geologisch zichtbaar is. Als de maanmijnbouw doorgaat, er zal nog meer herverdeling en uitwisseling van aardse en maanmaterialen plaatsvinden.
De zoektocht naar waterijs op de maan wordt een reis naar diepe koude schaduwen aan de polen die al 3,6 miljard jaar ongestoord hebben gelegen. Vergeleken hiermee, de Apollo-schaduwen zijn slechts blips in de maangeschiedenis.
Schaduwen op de maan creëren een symbolisch landschap dat op veel verschillende manieren gelezen kan worden. Voor mij, Japanse romanschrijver Junichiro Tanizaki, in zijn werk In Praise of Shadows, vat de essentie van deze buitenaardse schaduwen perfect:"En toch, wanneer we staren in de duisternis die zich achter de dwarsbalk verzamelt, rond de bloemenvaas, onder de planken, hoewel we heel goed weten dat het slechts schaduw is, we worden overweldigd door het gevoel dat er in dit kleine hoekje van de atmosfeer volledige en totale stilte heerst; dat hier in de duisternis, onveranderlijke rust heerst."
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com