RYMDEN
Astronomer vill ha tystnad på månens baksida – ”Bara där vi har chansen”
Tanken om teleskop på månen för observationer fria från radiostörningar och en blockerande atmosfär har funnits länge. Nu höjer astronomer rösten för att inte riskera att drömmen går i kras.
Publicerad
Senast uppdaterad
Annons
Idén om ett större teleskop på månen går att spåra tillbaka till åtminstone mitten av 1800-talet och de tyska astronomerna Wilhelm Beer och Johann Heinrich von Mädler.
De såg att månen saknade atmosfär och alltså var en perfekt miljö för astronomiska observationer, berättar Martin Sahlén, docent i astronomi vid Uppsala universitet.
Diskussioner har fortsatt sedan dess och med det ökade intresset för månen från nationer, rymdorganisationer och privata aktörer är det kanske närmare än någonsin.
Att månen saknar atmosfär innebär att allt ljus når fram, till skillnad från på jorden där vissa våglängder absorberas innan de når marken. Mindre seismisk aktivitet än på jorden skulle också kunna möjliggöra noggranna mätningar på himlakroppen. Särskilt intressant är månens baksida.
– Det är framför allt vissa radiovåglängder, ultraviolett och infrarött som absorberas av jordens atmosfär. Sedan är det också så att om man mäter från månens baksida slipper man störningar från jonosfären och radiokällor på jorden, säger Martin Sahlén.
Organisationen International Academy of Astronautics (IAA) anordnade nyligen ett möte där de diskuterade hur en radiofri zon på månens baksida kan införas för att säkra framtida forskning. De bildade 2021 en kommitté för att jobba för att skydda delar av månen.
Annons
Månens baksida är unik
Anledningen till IAA:s agerande är att intresset för månen ökat. I och med bland annat Nasa Artemisprogram siktar människan åter på månen, men den här gången för att stanna.
För det behövs infrastruktur, som exempelvis den tänkta rymdstationen Lunar Gateway som ska vara i omlopp runt månen. Annan teknik, som satelliter runt månen eller strövare på månens yta som styrs på distans kan äventyra den framtida forskningen.
Utvecklingen av en infrastruktur på månen är något av ett tveeggat svärd.
– Det finns inte på kartan att det ska gå att bygga några teleskop utan den typen av utveckling. Motsättningen ligger i att om det ska finnas kommunikationsnätverk och infrastruktur på månen så finns en ganska stor risk att det här stör ut de signaler man vill komma åt. Det här är någonting som jag tycker att man bör försöka förhålla sig till, säger Martin Sahlén.
Problemet är att just månens baksida, och de särskilda förhållanden som finns där, är unika. I alla fall för det som är inom räckhåll för människor och finns i det inre solsystemet, menar Martin Sahlén.
– Rent praktiskt är det nog så att det bara är från månens baksida vi har en chans att kunna få viss kunskap. Till exempel handlar det om att kunna göra en sorts film av universums första omkring hundra miljoner år, den så kallade mörka tidsåldern som vi än så länge inte har någon information från, säger han.
Radioteleskopen skulle kunna slå James Webb
De fyra områden IAA lyfter fram som särskilt viktiga för forskning från månens baksida är kosmologi, astrobiologi, planetärt försvar och sökandet efter intelligent liv i universum. Kosmologi-delen handlar till stor del om det Martin Sahlén berättar om, att kunna se tillbaka till universums första år.
Att just se tillbaka mot universums barndom är också det James Webb-teleskopet gör. Det stora rymdteleskopet letar bland annat efter ljuset från de första stjärnorna och galaxerna. Men radioteleskop på månen skulle kunna se längre tillbaka ändå.
Annons
– Då är frågan, hur kan man se något innan den första stjärnan? Svaret är att det i vätgasen som fanns sker ett sorts kvantmekaniskt fenomen, där det som kallas spinn hos vätet kan växla mellan upp och ner. Då skickas en foton ut med en våglängd på 21 centimeter. När universum sedan expanderat har ljusets våglängd förskjutits en faktor mellan säg 30 och 100, säger Martin Sahlén.
Genom att observera den här vätgaslinjen skulle forskarna alltså kunna lära sig om strukturen hos det unga universumet. Det är just de frekvenser, eller våglängder, av radiovågor som blockeras av jordens jonosfär som skulle behöva mätas. Och de frekvenserna når månen.
En miljon gånger mer information än det vi har
En välkänd bild av det tidiga universum är den av den kosmiska bakgrundsstrålningen. Det är en ögonblicksbild av universum runt 400 000 år efter Big Bang. Information från dessa mätningar är bland annat ett av de starkaste bevisen för Big Bang-teorin.
– Det är ett bebisfoto av universum. Det vi pratar om nu kan man kalla en småbarnsvideo, en filmsekvens. Man kan likställa det med att man tar 100 eller ännu fler bilder vid olika tidpunkter. Man räknar med att få upp till en miljon gånger så mycket information som av bakgrundsstrålningen, och potentialen för nya upptäckter bedöms som väldigt stor, säger Martin Sahlén.
Enskilda satelliter eller satellitsvärmar runt månen skulle kunna göra liknande observationer som teleskop på månens yta, men det hade inte fungerat alls lika bra berättar Martin Sahlén.
– Det finns två svårigheter. Till att börja med är det ineffektivt, för att det är en kort period under omloppsbanan som de befinner sig i radioskuggan. Sedan för att kunna göra en sådan film över universums barndom behöver man använda radiointerferometri och då behövs rätt precisa positioner mellan satelliterna i en svärm. Det är lättare att hantera på en stabil yta, säger han.
Parabolantenner i kratrar eller stora antennformationer
Interferometri fungerar genom att positionera ut mindre antenner i särskilda formationer. På jorden byggs nu till exempel Square Kilometer Array som kommer att studera det tidiga universum. För det projektet sprids antenner ut i Sydafrika och Australien.
Andra koncept för månteleskop inkluderar stora radioantenner som skulle kunna placeras i nedslagskratrar på månen. Dessa tänka teleskop kan jämföras med det stora Arecibo-observatoriet som rasade samman 2020.
Martin Sahlén berättar att det finns ett intresse hos den Europeiska rymdorganisationen Esa och andra rymdmyndigheter för såna här teleskop. Esa har till exempel startat en grupp där astronomi från månen diskuteras.
När kan vi tänka oss att ett större radioteleskop på månen blir verklighet?
– Om vi utgår från de olika rymdmyndigheternas planer är det rimligt att tänka sig att det finns någonting inom tio år. Sedan är det så att den här typen av projekt har en tendens att dra ut på tiden av alla möjliga skäl, säger Martin Sahlén.
