Τα πρώτα ευρήματα της νέας ινδικής αποστολής Chandrayaan-3 στο Νότιο Πόλο της Σελήνης

Ο Chandrayaan-3⁽¹⁾ αποτελεί την τρίτη κατά σειρά αποστολή του Ινδικού Οργανισμού Διαστημικής Εξερεύνησης (Indian Space Research Organization – ISRO) στη Σελήνη. Αποτελείται από την κάψουλα προσελήνωσης “Vikram”⁽²⁾ και το rover “Pragyan”⁽³⁾. Το Pragyan φέρει επτά διαφορετικά επιστημονικά όργανα για επιτόπιες μετρήσεις.

Εικόνα 1. Τα πρώτα ίχνη που άφησε το Pragyan στη σεληνιακή επιφάνεια (Πηγή: ISRO)

Το Chandrayaan-3 εκτοξεύτηκε στις 14 Ιουλίου 2023 από το Satish Dhawan Space Centre. Στις 5 Αυγούστου 2023, η διαστημοσυσκευή μπήκε σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη και στις 23 Αυγούστου 2023 12:33 UTC το Vikram άγγιξε την επιφάνεια της Σελήνης, κάνοντας την Ινδία την τέταρτη χώρα (μετά τις ΗΠΑ, Ρωσία και Κίνα) που προσεληνώνεται επιτυχώς στην επιφάνεια της Σελήνης, τη δεύτερη στην αθέατη πλευρά της Σελήνης (μετά την Κίνα) και την πρώτη στο Νότιο Πόλο⁽⁴⁾.

Ο ISRO επέλεξε το Ν. Πόλο ως περιοχή εξερεύνησης καθώς αποτελεί μία από τις λιγότερο φωτισμένες από τον Ήλιο περιοχές, γιατί είναι ανεξερεύνητη περιοχή και κατά συνέπεια οι γνώσεις μας γι αυτήν είναι περιορισμένες, και τέλος γιατί ίσως η περιοχή να αποτελεί μία εν δυνάμει ενδιαφέρουσα θέση για ανθρώπινη εγκατάσταση.

Οι γενικοί στόχοι της αποστολής είναι:

• Κατασκευή μιας κάψουλας προσελήνωσης (lander) που να μπορεί να προσεληνωθεί με ασφάλεια στην επιφάνεια και χωρίς βλάβες.
• Παρατήρηση και απόδειξη των ικανοτήτων πλοήγησης του rover κατά τη μετακίνησή του στην επιφάνεια της Σελήνης.
• Επιτόπια πειράματα και μετρήσεις.
• Καλύτερη κατανόηση της σύστασης της Σελήνης.

Ειδικότερα, οι επιστημονικοί στόχοι της αποστολής είναι:

• Μέτρηση της χημικής σύστασης των εδάφους και των πετρωμάτων.
• Συνεχείς μετρήσεις της επιφανειακής θερμοκρασίας.
• Αστρονομικές παρατηρήσεις και έρευνα σε ραδιοκύματα χαμηλής συχνότητας με την χρήση ραδιοτηλεσκοπίου.
• Μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας.
• Παρατήρηση του ηλιακού στέματος, μελέτη της των χαρακτηριστικών της ηλιακής ακτινοβολίας, εξερεύνηση της εξέλιξης και της μεταφοράς των στεμματικών εκτινάξεων μάζας μεταξύ Ήλιου και Γης.

Μετά την προσελήνωση του Vikram, το Pragyan βγήκε από το Vikram και ξεκίνησε την περιήγησή του στη σεληνιακή επιφάνεια (Εικόνα 1). Οι πρώτες αναλύσεις του εδάφους έδειξαν παρουσία πολλών χημικών στοιχείων όπως αργίλιο, θείο, ασβέστιο, σίδηρος, χρώμιο, τιτάνιο, μαγγάνιο, πυρίτιο και οξυγόνο (το τελευταίο είναι πολύ σημαντικό στην αναζήτηση νερού).

Τα πιο σημαντικά ευρήματα του Pragyan έως τώρα είναι:

1. η πρώτη διαρκής μέτρηση τιμών επιφανειακής θερμοκρασίας και
2. η ανίχνευση θείου στο έδαφος.

Συγκεκριμένα:

(i) Μέτρηση τιμών επιφανειακής θερμοκρασίας

Η μέτρηση της επιφανειακής θερμοκρασίας γίνεται από το όργανο CHaSTE. Ο βασικός στόχος του ChaSTE είναι η συλλογή θερμικών δεδομένων μετρώντας θερμοκρασιακά προφίλ του εδάφους. Αποτελείται από δέκα μικροδέκτες που μετρούν τις θερμοκρασιακές μικροδιακυμάνσεις. Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η θερμοκρασία κυμαίνεται μεταξύ -10^oC και 60^oC ανάλογα το βάθος. Το πρώτο θερμοκρασιακό προφίλ έδειξε ότι ενώ στην επιφάνεια η θερμοκρασία είναι 50^oC, αυτή πέφτει στους -10^oC σε μόλις 8 εκατοστά βάθος (Εικόνα 2).

Εικόνα 2. Το πρώτο θερμοκρασιακό προφίλ που μέτρησε το όργανο CHaSTE. Η θερμοκρασία για το ίδιο σημείο κυμαίνεται από -10^oC σε 8 εκατοστά βάθος σε 60^oC σε 2 εκατοστά ύψος από την επιφάνεια.

(ii) Ανίχνευση θείου στο έδαφος

Η ανίχνευση θείου στο σεληνικό έδαφος έγινε από δύο διαφορετικά όργανα πάνω στο Pragyan, το Alpha Particle X-ray Spectrometer (APXS) και το Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) (Eικόνα 3). Η ανίχνευσή του ήταν μια έκπληξη για τους επιστήμονες. Ωστόσο, η ύπαρξή του δεν αμφισβητείται αφού ανιχνεύτηκε από δύο διαφορετικά όργανα.

Εικόνα 3. To πρώτο επιτόπιο φάσμα εκπομπής της σεληνιακής επιφάνειας από το LIBS και η ανίχνευση πολλών διαφορετικών χημικών στοιχείων μεταξύ των οποίων θείο και οξυγόνο (Πηγή: ISRO)

Στη Γη, η συχνότερη προέλευση του θείου είναι η ηφαιστειακή δραστηριότητα και η κυκλοφορία υδροθερμικών υγρών. Αυτό σημαίνει για τη Σελήνη ότι υπάρχει πάγος νερού ή ότι υπήρξε πρόσφατη ηφαιστειακή δραστηριότητα η οποία ήταν αιτία για την έκλυση θείου στην επιφάνεια; Υπάρχει άλλη εξήγηση (π.χ. μετεωρητική ή εσωτερική αιτία); Ποια είναι η σύσταση του εδάφους και των πετρωμάτων στην περιοχή που προσεληνώθηκε το Chandrayaa-3; Πώς διαφέρει από τα άλλα σεληνιακά υψίπεδα στα οποία δεν έχει βρεθεί θείο μέχρι τώρα;

Αυτές τις ερωτήσεις προσπαθούν τώρα να απαντήσουν οι επιστήμονες με βάση τα πρώτα ευρήματα του Pragyan.

Μετά τις πρώτες μετρήσεις, στις 4 Σεπτεμβρίου το Pragyan τέθηκε σε κατάσταση “ύπνου” και θα “ξυπνήσει” ξανά στις 22 Σεπτεμβρίου 2023.

Περισσότερες πληροφορίες για την αποστολή: https://www.isro.gov.in/Chandrayaan3.html

⁽¹⁾ Chandra ή Soma είναι το όνομα της Σελήνης στον ινδουισμό αλλά και το όνομα του θεού της Σελήνης στην ινδική μυθολογία. Ο Chandra είναι ένας από τους εννέα πλανήτες στον ινδουισμό (Navarghana) και τους οκτώ φύλακες των 8 κατευθύνσεων στον χώρο (Dikpala). Η κατάληξη –yaan σημαίνει όχημα, ο φέρων.
⁽²⁾ Vikram στα ινδικά σημαίνει σοφός, θαρραλέος, δυνατός, νικητής ενώ η αρχική σημασία του στα σανσκριτικά είναι μονοπάτι.
⁽³⁾ Pragyan στον ινδουισμό σημαίνει ανώτερη γνώση, σοφία.
⁽⁴⁾ H ρομποτική αποστολή Chang’e 4 του διαστημικού προγράμματος της Κίνας προσεληνώθηκε στον κρατήρα Aitken Basin που είναι κοντά στον Ν. Πόλο στην αθέατη πλευρά στις 3 Ιανουαρίου 2019.