science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De maan in kaart brengen voor Apollo

Vijftig jaar geleden, op 20 juli, 1969, mensen stapten op een ander hemellichaam en de geschiedenis in. Krediet:NASA

Tijdens een bijeenkomst van de Internationale Astronomische Unie in 1955, De bekende astronoom Gerard Kuiper vroeg om suggesties en medewerkers voor een project om een ​​kaart van de maan te maken. Destijds, de beste maanatlassen hadden handgetekende afbeeldingen, en Kuiper wilde met state-of-the-art telescopen een fotografische atlas maken.

Slechts één persoon reageerde.

Dat was een indicatie van de algemene houding van de astronomische gemeenschap ten opzichte van de maan. Ten slotte, telescopen zijn ontworpen om naar verre objecten te kijken, en de maan is nogal dichtbij, en ook saai omdat het uiterlijk niet verandert. Verder, Kuiper wilde een kaart maken, en dat is het soort dingen dat geologen, geen astronomen, doen.

Kuiper ging verder, Hoewel, en tegen 1960, hij had zijn kleine operatie verplaatst naar de Universiteit van Arizona in Tucson. Daar kon hij profiteren van de bergtoppen en de heldere luchten in de regio, en de bereidheid van de universiteit om een ​​studiegebied te betreden dat de traditionele afdelingsgrenzen tartte. Het volgende jaar, President John F. Kennedy kondigde aan dat een nationaal doel voor het decennium was om een ​​man veilig naar de maan en terug te sturen. Plotseling, het niche-streven van het maken van kaarten van de maan was een nationale prioriteit geworden.

Voor de komende jaren, Kuiper's Lunar and Planetary Laboratory produceerde steeds betere beelden van de maan, met behulp van daarvoor gebouwde telescopen. Later gebruikten ze beelden van robotruimtevaartuigen naar de maan om een ​​reeks steeds geavanceerdere atlassen van het maanoppervlak te maken.

Een telescopisch beeld van de Copernicus-krater op de maan, genomen als onderdeel van een maanatlasproject, met behulp van een telescoop gebouwd in de bergen van Arizona door Gerard Kuiper. Krediet:Lunar and Planetary Laboratory / Universiteit van Arizona

Als een kind, Ik was gefocust op de prestaties van de astronauten, te beginnen met de dag in 1961 dat de directeur mijn kleuterklas binnenstormde om ons te vertellen dat Alan Shepard de ruimte in was gelanceerd, en culminerend in de Apollo 11-landing in 1969.

Zoals de meesten van ons die al die missies hebben gezien, Ik had niet echt verwacht dat ik in de ruimtewetenschap of lucht- en ruimtevaarttechniek zou gaan. Maar toen ik de kans kreeg om Apollo-monsters te bestuderen op de graduate school, het is niet verwonderlijk dat ik aangetrokken tot hen. Uiteindelijk heb ik mijn carrière besteed aan het bestuderen van rotsen vanuit de ruimte. evenzo, Ik dacht niet veel na over het grondwerk dat nodig was om de maan in kaart te brengen totdat ik bij het Lunar and Planetary Laboratory belandde. Toen ik de verhalen begon te leren en met de betrokkenen begon te praten, Hoewel, Ik begon het aantal buitengewone dingen te waarderen die in die tijd werden gedaan als gevolg van de politieke race naar de maan.

Vanuit een andere richting naar de maan kijken

De eerste maanatlassen van het Lunar and Planetary Laboratory bestonden simpelweg uit de beste beelden van een telescoop. Maar de groep realiseerde zich dat ze het beter konden doen dan dit. De maan houdt altijd hetzelfde gezicht naar de aarde gericht. Maar zelfs aan de kant die naar de aarde is gericht, de gebieden weg van het centrum lijken altijd vervormd.

Lunar and Planetary Laboratory afgestudeerde student William Hartmann neemt een van de afbeeldingen voor de Rectified Lunar Atlas, die een beeld gebruikte dat op een witte bol werd geprojecteerd om vervorming te verwijderen. Krediet:LPL/Universiteit van Arizona

Om hiervoor te corrigeren, de groep maakte een witte bol van drie voet in diameter, projecteerde er vervolgens een hoogwaardig telescopisch beeld op vanuit de gang. Door de wereld rond te reizen, de oppervlaktekenmerken verschenen toen zoals ze van bovenaf zouden verschijnen. In de buurt van de randen van het zichtbare deel van de maan, de vormen van kenmerken verschoven, waarbij ovalen cirkels worden en kronkelende lijnen gedetailleerde structuren worden. Hoewel het idee al eerder was geopperd, de "gerectificeerde maanatlas" was waarschijnlijk het beste gebruik dat ooit van de techniek is gemaakt.

Verder, het proces heeft wetenschappelijk waardevolle inzichten opgeleverd. Afgestudeerd student William Hartmann, terwijl je de wereld rondreist om de "gerectificeerde" beelden te maken, merkte op dat aan de ene kant van de maan, er was een kenmerk - nu bekend als Mare Orientale - dat veel leek op veel van de bassins die bekend waren bij telescopische waarnemers. Maar het had enkele cruciale verschillen.

Voor een ding, het had minder latere inslagkraters erin, wat suggereert dat het jonger en beter bewaard gebleven was. Verder, het had een duidelijk schot in de roos, met concentrische bergketens die de ringen vormen. Hartmann realiseerde zich dat dit misschien zo had kunnen zijn hoe al die bassins er ooit uit hadden gezien, voordat latere inslagkraters en lavastromen gedetailleerde functies uitsmeerden. En het idee van enorme inslagen leidde er uiteindelijk toe dat Hartmann en anderen suggereerden dat de maan werd gevormd als gevolg van een gigantische inslag op aarde, een idee dat nog steeds de basis vormt van de leidende theorieën over het ontstaan ​​van de maan.

Gevormd als een schot in de roos, de Mare Orientale is een van de meest opvallende grootschalige maankenmerken. Gelegen aan de uiterste westelijke rand van de maan, het werd gevormd door de inslag van een object ter grootte van een asteroïde. De botsing veroorzaakte rimpelingen in de maankorst, wat resulteerde in de concentrische cirkelvormige kenmerken. Krediet:NASA/GSFC/Arizona State Univ./Lunar Reconnaissance Orbiter

Nauwkeurige landing

Maar een van de meest indrukwekkende prestaties om die telescopische beelden om te zetten in cruciale informatie voor Apollo kwam van Ewen Whitaker, een bescheiden Engelsman die in 1955 als enige gehoor had gegeven aan Kuipers verzoek. Whitaker verhuisde naar Amerika om zich bij Kuipers groep aan te sluiten en verhuisde met hem mee naar Arizona.

Toen het ruimtevaartuig Surveyor 1 de eerste Amerikaanse missie werd die in 1966 een zachte landing op de maan maakte, het missieteam analyseerde de teruggestuurde foto's en rapporteerde waar ze dachten dat ze waren geland. Maar ze hadden het mis. Whitaker gebruikte het beste telescopische beeld en vergeleek welke heuvels in welke richting zichtbaar zouden moeten zijn, en stelde de juiste locatie een paar mijl verderop voor.

Nadat Apollo 11 de eerste succesvolle menselijke landing op de maan had opgeleverd, NASA wilde Apollo 12 gebruiken om te bewijzen dat het mogelijk was om precies op een specifieke locatie te richten, alleen gebaseerd op breedte- en lengtegraad. Maar je moet de breedte- en lengtegraad van een locatie nauwkeurig kennen.

Apollo 12-astronaut Pete Conrad onderzoekt Surveyor 3, met de Apollo 12-lander op de achtergrond. Krediet:NASA

NASA gaf Whitaker de opdracht om precies te vinden waar een andere onbemande Surveyor-missie, landmeter 3, was geland. Whitaker gaf zijn beste schatting, en Apollo 12 streefde ernaar. De astronauten konden Surveyor 3 niet zien op weg naar binnen, omdat het in de schaduw was. Toen ze rondkeken nadat ze waren geland, ze ontdekten dat ze op loopafstand waren, na een reis van 240, 000 mijl.

De kaarten van de maan die zijn gemaakt in het Lunar and Planetary Laboratory zijn al lang overtroffen, en die beste foto's ooit van het maanoppervlak zijn lang niet zo goed als die van recentere orbiters. Maar de organisatie die Kuiper begon, blijft zoeken. Al meer dan een decennium, ruimtevaartuigen die op Mars landen, hebben gebruik gemaakt van afbeeldingen die vanuit een baan om de aarde zijn genomen door HiRISE (High-Resolution Imaging Science Experiment), geëxploiteerd vanuit het Lunar and Planetary Laboratory, om hun landingsplaatsen te selecteren. Momenteel, de OSIRIS-REx robot ruimtevaartuig, ook geleid vanuit het Lunar and Planetary Laboratory, manoeuvreert dicht bij de asteroïde Bennu, soms binnen een paar honderd meter van het oppervlak, kaarten maken op zoek naar een plek om een ​​monster te pakken om mee terug te nemen naar de aarde.

Nadat dat monster is geretourneerd, ongetwijfeld zullen wetenschappers het in de toekomst nog tientallen jaren analyseren, net zoals we nog steeds de monsters analyseren die zijn teruggestuurd door de Apollo-missies. Het zijn de touchdowns en de samples die we ons herinneren, maar het zijn de kaarten die eerst komen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.