Više od polovice metana iz ispušnih plinova lunarnih letjelica moglo bi završiti kao onečišćenje u područjima Mjeseca koja bi inače mogla pružiti ključne tragove o podrijetlu života na Zemlji, pokazuje novo istraživanje. Onečišćenje se može razviti vrlo brzo neovisno o mjestu slijetanja; čak i u slučaju slijetanja na južni pol, molekule metana mogu “skakati” preko površine Mjeseca i stići do sjevernog pola za manje od dva lunarna dana.
Kako interes za istraživanje Mjeseca ponovno raste među vladama, privatnim tvrtkama i nevladinim organizacijama, autori studije ističu da postaje ključno razumjeti kako takve aktivnosti mogu utjecati na znanstvena istraživanja. To znanje može poslužiti kao temelj za razvoj strategija planetarne zaštite za lunarni okoliš, kao i za osmišljavanje misija koje bi imale minimalan utjecaj na taj okoliš i na tragove prošlosti koje bi on mogao sadržavati.
“Pokušavamo zaštititi znanost i naše ulaganje u svemir”, izjavio je Silvio Sinibaldi, službenik za planetarnu zaštitu u Europskoj svemirskoj agenciji i glavni autor studije.
Mjesec je, dodao je, prirodni “laboratorij” zreo za nova otkrića, ali istodobno “naša vlastita aktivnost može zapravo ometati znanstvena istraživanja”.
Na polovima Mjeseca nalaze se krateri trajno uronjeni u tamu, poznati kao trajno zasjenjena područja, u kojima se nalazi led koji bi mogao sadržavati materijale donesene na Mjesec i Zemlju putem kometa i asteroida prije više milijardi godina. Znanstvenici se nadaju da bi ti materijali mogli uključivati “prebiotičke organske molekule”, ključne sastojke koji su se, pod odgovarajućim uvjetima, mogli povezati u izvorne gradivne blokove života, poput DNK. Pronalaženje tih molekula u njihovu izvornom obliku moglo bi omogućiti proučavanje procesa koji su doveli do nastanka života na Zemlji.
“Znamo da u Sunčevu sustavu postoje organske molekule, primjerice u asteroidima”, rekao je Sinibaldi. “No kako su te molekule počele obavljati specifične funkcije kakve imaju u biološkoj tvari, praznina je u znanju koju još moramo popuniti.”
Dinamična i stalno promjenjiva površina Zemlje vjerojatno je izbrisala svaki trag o tome kako su te izvorne molekule nekad izgledale. Površina Mjeseca, čiji su dijelovi ostali relativno nepromijenjeni milijardama godina, mogla bi sačuvati znatno bolji zapis, osobito u trajno zasjenjenim područjima, gdje se molekule imaju tendenciju nakupljati zbog niskih temperatura koje usporavaju njihovo kretanje. Nažalost, to bi moglo uključivati i molekule koje ispuštaju lunarne letjelice, čime bi se potencijalno prikrili netaknuti dokazi o materijalima povezanima s nastankom života.
Molekularna utrka preko Mjeseca
Sinibaldi i Francisca Paiva, fizičarka s Instituta Superior Técnico i glavna autorica studije, razvili su računalni model kako bi simulirali kako bi se takvo onečišćenje moglo širiti, koristeći misiju Argonaut Europske svemirske agencije kao studiju slučaja. Simulacije su se usredotočile na to kako bi se metan, glavni organski spoj koji nastaje izgaranjem pogonskih goriva Argonauta, mogao širiti površinom Mjeseca tijekom slijetanja na južni pol.
Dok su prethodna istraživanja proučavala kretanje molekula vode na Mjesecu, nijedno se nije bavilo organskim molekulama poput metana. Novi model uzeo je u obzir i utjecaj čimbenika poput Sunčeva vjetra i ultraljubičastog zračenja na ponašanje metana.
“Pokušavali smo modelirati tisuće molekula, njihovo kretanje, međusobne sudare i interakciju s površinom”, rekla je Paiva, koja je tijekom istraživanja bila studentica diplomskog studija na KU Leuven i pripravnica u Europskoj svemirskoj agenciji. “To je zahtijevalo veliku računalnu snagu. Svaku smo simulaciju morali pokretati danima ili tjednima.”
Model je pokazao da ispušni metan može stići do sjevernog pola za manje od dva lunarna dana. Unutar sedam lunarnih dana, što odgovara gotovo sedam mjeseci na Zemlji, više od polovice ukupnog ispuštenog metana bilo je “hladno zarobljeno” na ledenim polovima, pri čemu je 42 posto završilo na južnom, a 12 posto na sjevernom polu.
“Vremenski okvir bio je najveće iznenađenje”, rekao je Sinibaldi. “U roku od tjedan dana možete imati raspodjelu molekula od južnog do sjevernog pola.”
To je djelomično posljedica činjenice da Mjesec gotovo uopće nema atmosferu drugih molekula s kojima bi se metan sudarao. Ograničene samo gravitacijom, molekule metana slobodno se kreću krajolikom poput loptica koje poskakuju po praznoj prostoriji, potaknute Sunčevom svjetlošću i usporene hladnoćom.
“Njihove putanje su u osnovi balističke”, rekla je Paiva. “One jednostavno skaču s jedne točke na drugu.”
To je, objasnila je, zabrinjavajuće jer znači da možda ne postoje potpuno sigurna mjesta za slijetanje. “Pokazali smo da molekule mogu putovati preko cijelog Mjeseca. Na kraju, gdje god sletite, imat ćete onečišćenje posvuda.”
To ipak ne znači da se ne može učiniti ništa kako bi se onečišćenje smanjilo. Hladnija mjesta za slijetanje, istaknula je Paiva, mogla bi ipak bolje zadržavati ispušne molekule od toplijih. Moguće je i da postoje načini da se problem zaobiđe: Sinibaldi želi istražiti bi li se ispušne molekule mogle jednostavno taložiti na ledenim površinama trajno zasjenjenih područja, ostavljajući materijal ispod njih netaknutim i dostupnim za istraživanje.
Iznad svega, oboje naglašavaju da rezultate treba potvrditi dodatnim simulacijama, ali i stvarnim mjerenjima na samom Mjesecu.
“Želim ovu raspravu prenijeti timovima koji rade na misijama, jer to na kraju nije teorija, nego stvarnost, mi ćemo tamo otići”, rekao je Sinibaldi. “Propustit ćemo priliku ako na letjelicama ne budemo imali instrumente za provjeru tih modela.”
Paiva se nada da će istražiti mogu li i druge molekule, osim metana, uključujući one iz materijala letjelica poput boja i gume, također predstavljati rizik za znanstvena istraživanja.
“Imamo zakone koji reguliraju onečišćenje okoliša na Zemlji, poput Antarktike ili nacionalnih parkova”, rekla je. “Mislim da je Mjesec okoliš jednako vrijedan kao i ti.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
