In minder dan vier jaar tijd NASA is van plan om de eerste vrouw en de volgende man op de maan te laten landen als onderdeel van Project Artemis. Deze langverwachte terugkeer naar de maan zal worden gevolgd door de bouw van de Lunar Gateway, het Artemis-basiskamp en een programma van 'duurzame maanverkenning'. Het creëren van een blijvende menselijke aanwezigheid op de maan zal ook veel kansen bieden voor opwindend wetenschappelijk onderzoek.

Bijvoorbeeld, astronomen willen radioastronomie uitvoeren aan de andere kant van de maan, waar telescopen de vroegste periode van het heelal konden onderzoeken zonder terrestrische radio-interferentie. Door hier een stap verder in te gaan, een team van astronomen heeft onlangs aanbevolen dat een radiotelescoop aan de andere kant van de maan (of in een baan om de maan) kan helpen bij een ander belangrijk onderzoeksgebied:de zoektocht naar buitenaardse intelligentie (SETI)!

Het voorstel was het onderwerp van een witboek dat werd ingediend bij de Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032 van de National Academy of Sciences. Het team erachter stond onder leiding van Eric J. Michaud, een wiskundestudent aan UC Berkeley, en inclusief leden van het SETI Institute, het Institute of Space Sciences and Astronomy aan de Universiteit van Malta, en doorbraakinitiatieven.

Zoals ze uitlegden, het potentieel voor maanradio-astronomie is erkend sinds de dagen van het Apollo-programma. De belangstelling werd hernieuwd tijdens de vroege jaren 2000, in een tijd waarin de eerste stappen werden gezet om astronauten terug te brengen naar de maan (het Constellation Program). Met de evolutie van de plannen van NASA in het afgelopen decennium - "Maan naar Mars" en het Artemis-programma - is het nu tijd om de nodige planning te realiseren.

Dr. Pete Worden, de voorzitter Breakthrough Prize Foundation en de voormalige directeur van NASA's Ames Research Center, was een co-auteur op het papier. Zoals hij Universe Today via e-mail vertelde, de noodzaak om een ​​locatie voor zo'n telescoop vast te stellen is dringend:

"Er is enige urgentie om een ​​radiostiltereserve aan de andere kant van de maan te creëren voordat we het ontluikende probleem krijgen dat we in een baan om de aarde hebben met optische interferentie van communicatiesatellieten. We maken ons al zorgen over de Chinese communicatiesatellieten - dus dit moet een oplossing zijn. wereldwijde consensus nu!"

De voordelen van maanastronomie zijn uitvoerig onderzocht. Voor starters, een radiotelescoop op of in een baan om de maan zou zeer gevoelige radioastronomie-experimenten mogelijk maken. Op aarde, de meest voorkomende radiobanden die voor communicatie worden gebruikt, worden ook als lucratief beschouwd voor SETI-onderzoek. Helaas, hun algemeen gebruik maakt ze onderhevig aan veel interferentie.

Als zodanig, radiotelescopen op aarde zijn gevestigd in delen van de wereld met minimale radiovervuiling, zoals woestijnen en afgelegen gebieden. Maar de andere kant van de maan is misschien wel de meest "radiostille" plek in het zonnestelsel. Zoals Michaud via e-mail aan Universe Today uitlegde, deze voordelen omvatten de mogelijkheid om "frequenties te scannen die worden gedomineerd door [radiofrequentie-interferentie], evenals zeer lage frequenties geblokkeerd door de ionosfeer. Naar de ruimte gaan lost het ionosfeerprobleem op, en naar de maan gaan verzacht het RFI-probleem."

Zoals ze in hun onderzoek aangeven, radioruis zou in het bijzonder kunnen worden verminderd als een krater werd geselecteerd als de locatie van een observatorium aan de oppervlakte. Enkele keuzelocaties zijn de Saha, Tsiolkovsky, Brutaal, en Daedalus-kraters, die allemaal als mogelijke locaties zijn geselecteerd door eerdere voorstellen voor radioastronomie op de maan. In een dergelijke omgeving, de kraterwanden zouden interferentie van orbiters of ruimtevaartuigen blokkeren.

Van nature, een telescoop op het maanoppervlak heeft enkele nadelen, ook. Bijvoorbeeld, het observatorium zou een landermissie nodig hebben om het naar de oppervlakte te brengen, wat ingewikkelder is dan missies naar een baan om de aarde sturen. Hier, Michaud en zijn collega's gebruiken de Beresheet van de Israëlische ruimtevaartorganisatie en de Vikram-maanlander van ISRO (onderdeel van de Chandrayaan-2-missie) als voorbeelden, die beide crashten op het oppervlak.

Een ander nadeel is dat een lander tijdens de 14 dagen durende maannacht geen zonne-energie kan opnemen. wat betekent dat het zou moeten komen met een groot batterijpakket. Communicatie zou ook een uitdaging zijn, aangezien de andere kant van de maan nooit in een directe zichtlijn met de aarde staat. De Chang'e-4-missie van China lost dit op door zijn communicatie door te geven aan de Queqiao-orbiter, die om de maan draait op het punt aarde-maan L2.

Anderzijds, een maantelescoop die in een baan om de maan wordt ingezet, zou goedkoper zijn om te lanceren en zou ook een grotere antenne kunnen ondersteunen - omdat de gewichtloosheid van de baan de noodzaak van een ondersteunende structuur zou wegnemen. Maar natuurlijk, zo'n missie heeft zijn eigen nadelen, zoals het feit dat RFI misschien meer een probleem is aan de andere kant.

De aard van het zwaartekrachtveld van de maan betekent ook dat de meeste maanbanen inherent onstabiel zijn, wat resulteert in orbitaal verval. Gelukkig, Michaud en collega's geven aan dat er meerdere "bevroren banen" zijn waar een orbiter jaren stabiel zou kunnen blijven. Zoals Michaud uitlegt, er moet veel werk gebeuren voordat een SETI-observatorium op de maan kan worden gerealiseerd:

"Een grote zwakte van het papier is dat het vrij agnostisch is over hoe, specifiek, een telescoop in een baan om de maan of op het maanoppervlak zou moeten kijken. Ik denk dat de volgende stap zou zijn om een ​​aantal specifieke ontwerpen voor een orbiter te ontwikkelen. Er moeten ook wat berekeningen worden gedaan om de beste baan voor zo'n instrument te bepalen."

Ondertussen, Dr. Worden beweert dat NASA en de internationale astronomische gemeenschap een goede start hebben gemaakt met Project Artemis en de Artemis-akkoorden. Deze vergemakkelijken niet alleen een terugkeer naar de maan, maar ze hebben ook een raamwerk gecreëerd voor partnerschappen tussen naties en tussen de private en publieke sector. Dit, Dr. Worden legt uit, essentieel zal zijn voor het opzetten van de benodigde infrastructuur en ondersteuning:

"Deze belangrijke wetenschap. Ik ben ervan overtuigd dat we tegen het midden van dit decennium zouden kunnen beginnen met het plaatsen van deze observatoria aan de andere kant van de maan met behulp van systemen zoals Blue Origin's Blue Moon om een ​​significante verre radiotelescoop te plaatsen. De kosten voor een dergelijk project zouden vergelijkbaar zijn met grote observatoria op de grond, mogelijk in het bereik van honderden miljoenen dollars. Dit betekent dat het systeem kan worden gefinancierd, gedeeltelijk, door particuliere filantropen, net als onze grote nieuwe observatoria op de grond vandaag zijn."

Zodra alle benodigde infrastructuur aanwezig is - de Lunar Gateway, Artemis-basiskamp, enz. - astronauten zullen missies naar de oppervlakte met grotere frequentie en voor langere tijd kunnen uitvoeren.

Op lange termijn, faciliteiten kunnen worden gebouwd die maanastronomie mogelijk maken, maan wetenschap, en maantoerisme. De lessen die uit deze inspanningen zijn getrokken, zouden zelfs de deur kunnen openen (durven we hopen) naar een permanente maannederzetting. Aangezien dit allemaal over een paar jaar begint, de tijd om het te plannen is nu!