Durante as missões Apollo 15 e Apollo 17 à lua em 1971 e 1972, astronautas perfuraram buracos na superfície lunar e colocaram sondas lá, em um esforço para medir a temperatura subterrânea da lua e quantificar quanto calor se move do núcleo lunar para a superfície. Mas depois que eles fizeram, os cientistas na Terra notaram um fenômeno estranho. O regolito lunar - isto é, a camada de solo e fragmentos de rocha cobrindo a superfície - começou a aumentar de temperatura e continuou a aumentar por vários anos depois. Ninguém sabia por quê, embora alguns cientistas acreditem que pode ter sido causado por algum tipo de fenômeno natural, enquanto outros suspeitavam que os próprios astronautas poderiam tê-lo acionado.

Agora parece que os astronautas foram de fato os responsáveis. Em um artigo publicado em 25 de abril, 2018 no Journal of Geophysical Research, um jornal da American Geophysical Union (AGU), pesquisadores usam dados coletados de fitas perdidas da NASA, fotos tiradas pelos astronautas, imagens de um orbitador lunar e outros registros para provar que o aumento da temperatura da superfície lunar em torno das sondas de 1 a 2 graus Celsius - 1,8 a 3,6 graus Fahrenheit - provavelmente foi causado pela atividade humana.

Como esta postagem do blog da redatora científica da AGU Lauren Lipuma explicou, andando e dirigindo um rover, os astronautas aparentemente perturbaram o regolito, fazendo com que fique mais escuro. Este, por sua vez, fez com que a superfície lunar nessas áreas refletisse menos radiação solar de volta para o espaço, e em vez disso absorvê-lo, aquecimento da superfície.

Rastreando as fitas da NASA

A fim de apresentar provas para apoiar esse cenário, os cientistas precisavam fazer anos de trabalho de detetive científico. Autor principal Seiichi Nagihara, professor associado de geofísica na Texas Tech University, e colegas passaram anos procurando por fitas perdidas de dados que foram transmitidos de instrumentos deixados para trás na lua.

Como Nagihara explica em um e-mail, os dados publicados do experimento de fluxo de calor da Apollo, que mostrou um aumento na temperatura da superfície, cobriu apenas o período de 1971 a 1974. Mas Nagihara sabia que o experimento realmente durou até setembro de 1977. "Eu queria saber se esse aquecimento continuou até o fim, " ele escreve.

Mas as fitas que continham essa informação estavam faltando. "Quando começamos, não sabíamos se essas fitas ainda existiam, "Nagihara diz." Passamos alguns anos entrevistando pessoas que estavam envolvidas no programa Apollo e examinando os memorandos e relatórios daquele período. "

Como detalhes da postagem do blog de Lipuma, os pesquisadores finalmente descobriram que a NASA havia criado um conjunto separado de fitas, especificamente para arquivamento. Eventualmente, eles localizaram 440 das fitas, cobrindo um período de abril a junho de 1975, juntando poeira no Washington National Records Center em Suitland, Maryland, uma parte dos Arquivos Nacionais que armazena registros de várias agências federais.

Recuperando os Dados

Mas isso foi apenas o começo do trabalho. “A degradação dessas fitas era um problema sério, "Nagihara explica." Trabalhamos com empresas que têm experiência na recuperação de dados de fitas magnéticas velhas e degradadas. Outro grande desafio foi processar os dados recuperados dessas fitas. Essas fitas gravaram medições eletrônicas (por exemplo, leituras de tensão de vários sensores) saída de vários instrumentos deixados na lua. Então, tivemos que separá-los em conjuntos de dados para os instrumentos individuais, e, em seguida, processá-los em números cientificamente significativos, como temperaturas. Novamente, Passamos por vários memorandos e relatórios para descobrir essas etapas de processamento. Isso demorou vários anos. "

Os pesquisadores combinaram dados das fitas com informações de centenas de registros semanais do Instituto Lunar e Planetário em Houston. Isso permitiu que reconstruíssem as leituras de temperatura para lacunas nas fitas de janeiro a março de 1975 e de julho de 1975 a fevereiro de 1976, o ponto em que as sondas estavam perto do final de seu ciclo de vida, de acordo com a postagem do blog de Lipuma.

Quando os pesquisadores analisaram os dados, eles descobriram que as sondas que estavam mais próximas da superfície mostravam a temperatura subindo mais rapidamente e mais alto do que as sondas enterradas mais profundamente. Isso indicou que o calor realmente começou na superfície, em vez de abaixo dela.

The Darkened Regolith

Quando os cientistas olharam as fotos dos locais de pouso tiradas pelo Lunar Reconnaissance Orbiter, eles viram que o solo ao redor dos locais onde os astronautas implantaram as sondas era mais escuro do que as áreas não perturbadas ao redor, o que diminuiria a quantidade de radiação solar refletida de volta para o espaço. Fotografias tiradas pelos astronautas durante as missões também mostram pegadas e outras mudanças que sua presença fez na superfície.

Walter Kiefer, um cientista da equipe do Instituto Lunar e Planetário e um dos co-autores de Nagihara, explica em um e-mail que o efeito de aquecimento "foi bastante localizado. Só ocorreu onde as atividades dos astronautas estavam concentradas, particularmente ao longo de seus rastros de pé (ou rastros de rover), e onde eles fizeram um extenso trabalho de coleta de amostras e implantação de experimentos. A maior área afetada foi provavelmente a área de implantação do experimento, que tinha 20-30 metros (66-98 pés) de diâmetro e funcionou extensivamente. O regolito (solo) foi escurecido nesses locais, e o aquecimento se propagaria lentamente para baixo ao longo do tempo.

"Contudo, as áreas laterais que não foram pisadas seriam mais frias e poderiam ajudar a minimizar a propagação do calor para baixo. Por essa razão, Espero que o efeito geral não se estenda muito profundamente, mas não calculamos isso em detalhes. "

No papel, os pesquisadores observam que as futuras medições do fluxo de calor na lua devem levar em conta o efeito do lançamento das sondas. Mas fora isso, o efeito de aquecimento não foi uma alteração tão significativa do ambiente lunar. Kiefer diz que a atividade dos astronautas em torno de uma futura base lunar pode ter o mesmo efeito, mas que o aumento da temperatura seria leve e provavelmente não penetraria muito.

Como explica Nagihara, as fitas recuperadas contêm dados de todos os instrumentos que os astronautas da Apollo implantaram na lua, e há mais a aprender com eles. "Usei apenas os dados dos experimentos de fluxo de calor, "ele escreve." As fitas contêm dados de muitos outros experimentos. Estamos processando dados desses outros experimentos também, arquivando-os com os repositórios de dados da NASA, e disponibilizando-os para outros pesquisadores planetários. Por exemplo, analisando os dados dessas fitas, um dos meus colegas descobriu que ocorreram mais terremotos lunares do que o relatado anteriormente. "

Joshua Bandfield, um cientista pesquisador sênior do Space Science Institute em Boulder, Colo. Que não estava envolvido no estudo, diz em um e-mail que o efeito de aquecimento provavelmente seria menor em uma futura missão a Marte. "As superfícies marcianas são tipicamente arenosas ou empoeiradas e as superfícies empoeiradas especialmente podem ser compactadas, provavelmente mudando sua refletividade e condutividade térmica, "ele escreve." No entanto, essas superfícies não são tão delicadamente estruturadas e isolantes como os solos lunares e qualquer mudança é provavelmente menor do que os efeitos na superfície lunar. "