Co by było gdyby ludzkość zasiedliła Księżyc?

Księżyc jest naturalnym satelitą Ziemi, który jest częstym motywem przewodnim wielu opowiadań. Współcześnie planowane misje przeniosą jednak niektóre z pomysłów pisarzy do rzeczywistości. Już dziś planowane są misje załogowe na księżyc i budowa na naszym naturalnym satelicie bazy.

Wielu autorów sci-fi w swoich książkach odpowiada na pytania przyszłościowe typu: co by było gdyby … istnieli kosmici? ludzie wyginęli? słońce przestało świecić? ludzkość zasiedliła Księżyc? Rozważania te, często ciekawe, są tłem do fascynujących akcji. Dodatkowo, gdy oparte są one choć w minimalnym stopniu na faktach stanowią one urzeczywistnienie połączenia przyjemnego z pożytecznym ;P.

Możemy zatem przyjrzeć się bliżej odpowiedzi na pytanie „Co by było gdyby ludzkość zasiedliła Księżyc?”.

Księżyc jest jedynym naturalnym satelitą ziemskim. Wedle najnowszych analiz, najprawdopodobniej powstał on na skutek zderzenia się z Ziemią, w czasie jej formowania, planetoidy. Powstał z materiału wyrzuconego z Ziemi po zderzeniu z tym ciałem. Choć nawiasem mówiąc, powstanie, czy całego wszechświata czy naszego układu planetarnego cały czas stanowi zagwozdkę dla naukowców. Na szczęście nie jest to niezbędna wiedza do badania wiszącego nad naszymi głowami Księżyca. Tak więc, jego masa stanowi 1/81 masy Ziemi, przyśpieszenie grawitacyjne na nim panujące ok. 1/6 ziemskiego, a średnica to zaledwie 3500 km czyli 0,3 średnicy ziemskiej. Dla zobrazowania nasz Księżyc rozmiarami zbliżony jest do Plutona.  Ze względu na swój niewielki rozmiar nie ma on ani  globalnego pola magnetycznego ani atmosfery. Zamiast atmosfery Księżyc otoczony jest chmurą gazu, a pole magnetyczne być może istniało w przeszłości na co wskazywałyby resztkowy magnetyzm zachowany w niektórych skałach.

Z czego składa się najjaśniejszy obiekt na nocnym niebie? Każdy choć raz widział zdjęcie księżyca z bliska (, a jeśli nie można zerknąć na zdjęcie obok 😉). Na pierwszy rzut oka widać na nim jasne (zwane wyżynami) i ciemne obszary

(, rozległe równiny zastygłego bazaltu nazywane morzami) oraz liczne kratery pochodzenia meteorytowego. Mimo, że są to pozostałości po wydarzeniach z odległej przeszłości są bardzo dobrze zachowane i widoczne po dziś dzień. Przyczynił się do tego brak atmosfery oraz aktywności wulkanicznej i tektonicznej.

Podczas licznych badań Księżyca, rozpoczętych w 1959 roku misją o nazwie ŁUNA 1 (lot wokółksiężycowy), zebrano dane, dzięki którym można było poznać jego strukturę wewnętrzną. Budowa naturalnego satelity przedstawiona jest na schemacie poniżej. W samym centrum znajduje się astenosfera, która jest przynajmniej częściowo płynna. Okala ją litosfera, zwana inaczej płaszczem, który również jest częściowo płynny. Całość pokrywa widoczna z Ziemi skorupa.

***

Tak na marginesie warto dodać, że jednym z ciekawszych aspektów misji kosmicznych na Księżyc było umieszczenie na nim zestawu lusterek służących do transksiężycowej transmisji laserowej (LLR). Dzięki temu można dość precyzyjnie zmierzyć odległość z Ziemi do Księżyca. Mimo, że jego zadanie nie jest dość skomplikowane to silna wiązka lasera wycelowana       z obserwatorium na Księżyc wygląda spektakularnie.

***

Liczne spadki meteorytów na powierzchnie Księżyca powodowały powstanie kraterów na jego powierzchni, które następie wypełniały się lawą. W ten sposób, po jej zastygnięciu tworzyły się morza bazaltowe takie jak Morze Deszczów. Skutki tych potężnych uderzeń wykrywalne są również w badaniu pola grawitacyjnego, które powiązane jest z rozkładem masy na danym obszarze. Pod morzami znajdują się bowiem maskony – lokalne koncentracji masy. Na marginesie warto zaznaczyć, że nazwy mórz mają bardzo kreatywne nazwy takie jak Morze Oparów, Pomysłów czy Spokoju.

Cały Księżyc pokryty jest charakterystycznym pyłem. Rozsypany jest gruz wyrzucony przy uderzeniach meteorytów – regolit oraz znajdują się również brekcje - okruchy skał, które zostały ponownie zespolone przez uderzenia meteorytów. Na ziemi, na pył uliczny zwracamy uwagę jedynie gdy strzepujemy go z ubrań. Jednak księżycowa jego odmiana jest bardziej tajemnicza niż by się mogło wydawać. Z opowiadań astronautów z misji Apollo 17, księżycowy pył śmierdzi/pachnie jak spalony pył strzelniczy. W dodatku jest szkodliwy dla zdrowia! Bogaty jest w krzemiany, które doprowadzają nawet do zapalenia płuc podczas ich częstego wdychania (na Ziemi zmagają się z tym górnicy), a przez ich chropowatą strukturę podrażniają drogi oddechowe oraz skafandry ochronne. Ze względu na brak atmosfery na Księżycu, pył księżycowy ma ostre, kanciaste krawędzie, ponieważ nie jest wygładzany przez procesy erozyjne, takie jak wiatr czy woda, jak na Ziemi. Można więc porównać księżycowy pył do drobinek pokruszonego szkła. Brak atmosfery sprawia również, że powierzchnia Księżyca jest narażona na intensywne promieniowanie słoneczne, które powoduje naładowanie elektrostatyczne pyłu. W wyniku tego zjawiska pył unosi się nad powierzchnią Księżyca i przylega do wszystkiego, co się na niej znajduje, w tym do kosmonautów i sprzętu, co utrudnia ich pracę. Przez co nie tylko lewituje on nad powierzchnią księżyca, ale także przylega do kosmonautów czy łazików co negatywnie wpływa na ich działanie.

Na Ziemi jednymi z większych zagrożeń są klęski żywiołowe, które na Księżycu nie występują. Czy pogoda panująca na Księżycu może stanowić zatem przeszkodę w jego eksploracji? Okazuje się, że tak. Po pierwsze trzeba zmierzyć się z ogromnymi (w porównaniu do ziemskich) wahań temperatury. I za to odpowiedzialny jest brak atmosfery – lekkie zagęszczenie gazu wokół satelity zwane egzosferą nie jest bowiem wystarczające by zatrzymać energię słoneczną.  W przybliżeniu temperatury wahają się od -140 do 120 °C. Znaczenie ma nie tylko czy panuje zmrok czy świt a jeszcze głębokość badanej powierzchni. W głębszych kraterach temperatura spada bowiem nawet do -250 °C i niższych. Są to obszary, w których panuje wieczny cień, dzięki czemu pod ich powierzchniom znajdują się złoża zamrożonej wody. Tak, nie pomyliłam się pisząc, że na księżycu znajduje się woda, choć zabawna jest związana z tym historia. Już w XVII w. astronomowie wyróżniali na księżycu ciemniejsze obszary i uznali je za morza – stąd też stosowane do dziś nazewnictwo tych obszarów. Pod koniec XIX w. rozpowszechniono natomiast pogląd, że Księżyc jest całkowicie wysuszonym ciałem kosmicznym. Wiązał się on z odkryciem dokonanym w tamtym okresie, mówiącym o tym że Księżyc nie posiada atmosfery, co oznacza, że nie jest w stanie utrzymać na swojej powierzchni cieczy. Dopiero w XX w. pojawiła się teoria, że w obszarach wspomnianego wcześniej wiecznego cienia może znajdować się woda w postaci lodu. Jednak analiza próbek dostarczonych przez misję Apollo jej nie potwierdziła. Z tego powodu dopiero pod koniec lat 90 dane zebrane podczas misji Clementine ponownie zwróciły uwagę naukowców na rozważenie istnienia wody na Księżycu. Wykazała ona bowiem, że w obszarach nie wystawionych na światło słoneczne, czyli głównie na biegunach, znajdują się duże zagaszania wodoru. Późniejsze badania i misje jedynie potwierdzały już, że Księżyc nie jest doszczętnie wysuszonym obiektem. Dziś wiemy w oparciu o obserwacje, że woda istnieje zarówno na oświetlonych słońcem, jak i zacienionych powierzchniach Księżyca. Jednak to odkrycie zrodziło więcej pytań niż odpowiedziało na te już istniejące.

Te wszystkie informacje i wiele więcej trzeba wziąć pod uwagę podczas planowania każdej misji kosmicznej czy rozważając księżyc jako tło dziejącej się akcji w powieści. Również musiała je uwzględnić grupa naukowców planująca budowę bazy na księżycu, w której będą mogli mieszkać ludzie. Podane są już pierwsze daty lotów na Księżyc których celem będzie rozstawianie tejże bazy wg. projektu Artemis Base Camp. Jednym z zadań, z którymi naukowcy muszą się zmierzyć jest wybór miejsca dogodnego do wybudowania bazy. Okazuje się, że nie jest to wcale takie proste zadanie. Z jednej bowiem strony trzeba być w stale oświetlonej części Księżyca by mieć źródło energii oraz zminimalizować ekstremalne wahania temperatury. Z drugiej natomiast trzeba mieć dostęp do zaciemnionego obszaru by móc korzystać z lodowych zasobów Księżyca. Z tego powodu południowy biegun wydaje się najodpowiedniejszym miejscem. Chińscy naukowcy przymierzając się aktualnie do wyboru obszaru w pobliżu krateru Shackletona. Równolegle prowadzonych jest jeszcze wiele projektów o podobnym celu – zaludnieniu Księżyca, albo chociażby sprawdzeniu czy jest to wykonalne przy użyciu współczesnej technologii. Ciekawszym pomysłem jest Lunar Gateway – załogowa stacja kosmiczna, która w przyszłości mogłaby być wykorzystywana jako stacja przesiadkowa do dalszych lotów. Natomiast Moonlight jest inicjatywą Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), której celem jest stworzenie usług telekomunikacyjnych i nawigacyjnych dla Księżyca, poprzez umieszczenie na księżycowych orbitach satelitów. Pracują miedzy innymi nad księżycowym Internetem!

Księżyc jest ziemskim naturalnym satelitą, którego widok na nocnym niebie nikogo nie dziwi. Skrywa on jednak w sobie więcej tajemnic niż mogłoby się nam wydawać. Choć jest jednym z lepiej poznanych ciał w naszym układzie planetarnym cały czas jego zagadki mogą inspirować pisarzy.