Holdfogyatkozás földmegfigyelő műhold szemén át

Az Earth Observatory számolt be a különleges megfigyelésről, amelyben a Landsat 8 és a Landsat 9 műholdak hő- és infravörös-érzékelője (TIRS) a Hold felszíni hőmérséklet-változásait mérte meg a fogyatkozás ideje alatt.

Mindkét műhold érzékelője pixelenként kb. 60 kilométeres felbontással készítette a felvételeit a fogyatkozás 4 órás időtartama alatt a Hold felszínéből kisugárzott infravörös sugárzás erősségéről. Ezen felvételek alapján a Hold egyes területeinek hőmérsékletét tudták a szakemberek kiszámítani, s az így született adatokból kiderült, hogy miként változott a Hold felszíni hőmérséklete, ahogyan a Föld árnyéka átvonult égi kísérőnkön. A felvételeken látható világosabb foltok magasabb hőmérsékletűek, a sötétek hidegebbek.

Dennis Reuter, a TIRS üzemeltetéséért felelős szakértő, a felvételeknek köszönhetően, két érdekes dologra hívta fel a figyelmet. Egyrészt az az izgalmas, amilyen gyorsan a Hold felszíne hűlt, ahogy rávetült a Föld árnyéka, vagyis amint megszűnt a közvetlen napfény. „Óránként több mint 100 Celsius-fokkal csökkent a hőmérséklet a teljes fogyatkozás kezdetekor.” A teljesség világidőben (ez szerepel a képeken is) mérve 03:29-től 04:53-ig tartott.

Ez a gyors csökkenés egyrészt logikus, hisz a Holdnak nincs hőszigetelő légköre, ám, amint azt Reuter elmagyarázta, a holdi felszínnek is jelentős szerepe van ebben. Az évmilliárdok során érkező, becsapódó meteoroidok porrá aprították a felszín legnagyobb részét, s vastagon fedi a regolitnak hívott por ma a Holdat. „A por aprócska szemcseméretének és a laza szerkezetű talaj kis sűrűségének köszönhetően igen gyorsan elveszíti az elnyelt hőt.”

Ez azután elvezet a másik érdekességhez: a kráterek lassabban hűlnek, mint a környezetük, például a képeken is jól látható, hogy a Tycho-kráter viszonylag meleg (világos színű) marad, ahogy a fogyatkozás előre halad. (A Tycho a Hold déli sarkvidéke közelében található kráter, amelyet mindannyian jó ismerünk, legfeljebb a nevét nem tudtuk eddig: a világos színű kráterből kiinduló igen látványos, sugár irányú anyagkidobódások kimondottan kihangsúlyozzák.) A kráter a fogyatkozás előtt hűvösebb volt a környezeténél, ám aztán lassabban hűlt, mint a környező területek, mire a krátert betakarja a teljes árnyék, már magasabb a hőmérséklete.

Ez részint annak köszönhető, hogy kevésbé apró szemcsés a kráter talaja, mint a környezetéé, vagy olyan anyagokból áll, amelyek jobb hővezetésűek, gyakorlatilag a két területnek eltér a hőtehetetlensége, s ez alapján a felszín tulajdonságaira is következtetni lehet.

Hasonló méréseket használtak például a Bennu kisbolygónál: az OSIRIS-REx űrszonda eltérő megvilágításban figyelte meg ugyanazon területeket, s így a kapott adatokból ki lehetett deríteni, hogy annyira laza a kisbolygó felszínén egyes sziklák szerkezete, hogy kézzel össze lehetne morzsolni. Reuternek jutott eszébe, hogy hasonló méréseket lehetne most a Hold felszínén is végezni, mivel igen gyorsan változni fog a megvilágítás. Ha pedig a mérési eredményeket a holdkőzetminták anyagának ismeretével is egyeztetik, akkor olyan kapcsolatrendszert lehet felfedni, amely a hőtehetetlenség és a felszín tulajdonságai közt fennáll.

No de miként tudott a két földmegfigyelő műhold a Holdra pillantani? A Landsat műholdak folyamatosan a bolygónk felé fordítják összes műszerüket, azonban minden hónapban egy alkalommal, kalibrációs céllal a Hold felé fordulnak. Május 16-án ugyanazon a procedúrán ment át a két műhold, mintha kalibrációra készülne, s így nézték meg a holdfogyatkozást. A művelethez a műholdakat üzemeltető USGS (az Amerikai Geológiai Szolgálat) és a NASA közösen tervezték meg annak mozzanatait, a szimulátorban tesztelték, hogy a manőverek nem veszélyeztetik-e a földmegfigyelési adatokat, majd a kellő időben elküldték a parancsot a műholdaknak.