Hogyan látják a Holdat az Artemis II küldetés űrhajósai?

Az Artemis II küldetés űrhajósai egyedülálló, az Apollo-missziókhoz képest merőben eltérő perspektívából látják a Holdat. Mivel az űrhajó nem áll pályára, hanem egy elnyújtott, „nyolcas” alakú szabad visszatérési pályán kerüli meg az égitestet, az űrhajósok jóval nagyobb távolságból figyelhetik meg a felszínt.

A vizuális élmény és a megfigyelések legfontosabb jellemzői:

• Látótávolság és méret: A legközelebbi ponton az Orion körülbelül 6400–7400 kilométeres magasságban halad el a felszín felett. Ebben a távolságban a Hold az űrhajó ablakából nézve nagyjából akkora, mint egy karnyújtásnyira kitartott kosárlabda.
• Teljes korong látványa: Míg az Apollo-űrhajósok mindössze 110 kilométeres magasságban „siklottak” a felszín felett, az Artemis II legénysége a nagyobb távolság miatt egyszerre látja a Hold teljes, gömbölyű korongját, beleértve a sarkvidéki területeket is.
• A Hold túlsó oldala: Az űrhajósok olyan területeket láthatnak szabad szemmel a Hold túlsó oldalán, amelyeket ember korábban még soha, mivel az Apollo-küldetések útvonala és az akkori fényviszonyok ezt nem tették lehetővé. Külön kiemelt célpont a hatalmas, céltáblára emlékeztető Mare Orientale becsapódási medence.
• Fényviszonyok és színek: A megfigyelési terv szerint a legénység mintegy öt órán keresztül látja a Nap által megvilágított felszínt. A kutatók különösen kíváncsiak arra, hogy az űrhajósok érzékelnek-e finom színárnyalatokat (barnás vagy sárgásbarna tónusokat), amelyek a kőzetek összetételéről árulkodnak.

• Különleges jelenségek:
  • Napfogyatkozás az űrből: Az út során az űrhajósok tanúi lesznek egy olyan napfogyatkozásnak, ahol a Hold kitakarja a Napot, így láthatóvá válik a napkorona.
  • Földkelte: Megpróbálják újraalkotni az Apollo–8 híres „Földkelte” fotóját, de a nagyobb távolság miatt a Föld kisebbnek fog látszani a holdhorizont felett.

Lassan közeledik az Artemis-2 küldetés a fénypontjához, ugyanis ma este/éjjel megkerülik a Holdat. A legutóbbi felvételen (bal oldali kép) egészen jól kezdünk rálátni a Hold azon részére, amit innen a Földről soha nem láthatunk. Egy a Földről készült fotóval (jobb oldali kép) összevetve látható a különbség. Bejelöltem 4 krátert viszonyításképpen, ezek alulról a Tycho, fölötte a Copernicus, balra tőle az Aristarchus és felül a Plato.

Az űrhajósok speciális Nikon kamerákat és nagy teljesítményű zoomobjektíveket használnak a részletes dokumentáláshoz, de a küldetés egyik fő célja éppen a „szemtanúi” beszámoló, amire több mint 50 éve nem volt példa.

Ha egy kép nem a Földről készült, akkor nem úgy látszik rajta a Hold, ahogy megszoktuk. Az északi féltekéről látható kép ilyen. Természetesen nem mindegy mikor nézzük, mert ahogy a Föld forog holdkeltétől holdnyugtáig más-más szögből látszik a felszíne. Ezért van, hogy a Földről nem csak a hold fele látszik, hanem az 59%-a megfigyelhető.

A Hold a Föld egyetlen holdja, a Naprendszer egyik óriásholdja. A Földtől mért átlagos távolsága 384 402 kilométer, ami nagyjából a Föld átmérőjének 30-szorosa – más mértékegységekben 0,002 CsE vagy 1,3 fénymásodperc (a Nap visszaverődő fénye 1,3 másodperc alatt jut el róla a földi megfigyelőhöz). Átmérője 3476 kilométer, ami hozzávetőleg negyede a Földének. Ezzel a Hold a Naprendszer ötödik legnagyobb holdja a Jupiter három holdja, a Ganymedes, a Callisto és az Io, valamint a Szaturnusz Titan holdja után.

A Hold számos krátere kiemelkedik az árnyékok miatt, amelyeket mind jobbra vetnek. A képen az is jól látható, hogy a tengerek néven ismert sötétebb régiók nem csak sötétebbek, mint a Hold többi része — laposabbak is.

Kötött keringése miatt mindig ugyanaz az oldala fordul a Föld felé, és az innenső oldalán álló holdi megfigyelő (például az Apollo vagy most az Orion űrhajósai) számára a Föld mindig ugyanott látszik állni az égen (persze bolygónk ugyanúgy fázisokat mutatva elfogy és megtelik, mint a földi égen is a Hold). A Holdról azonban a Földnek nem mindig ugyanaz az oldala látszik. (wiki)

A Hold tengelyforgási és Föld körüli keringésének periódusa pontosan megegyezik, ez az oka annak, hogy a Földről nézve mindig ugyanazt az oldalát látjuk. Ezt a jelenséget kötött keringésnek, esetleg kötött tengelyforgásnak hívjuk.

Árapály a Holdon

Az egymás körül keringő kiterjedt – azaz nem pontszerű – égitestek esetében mindig fellépnek gravitációs árapályerők, melyek a gravitációs és tehetetlenségi erők helyfüggése miatt lépnek fel (pl. a Hold Földhöz közelebbi oldalát nagyobb erővel vonzza a Föld, mint a közepét, vagy a túloldalát).

Mindezek miatt a Hold felszínére ható eredő erő egy elnyúlt alakú felület mentén lesz állandó, ami kialakítja az ún. dagálypúpot. Visszahatásként ez természetesen létrejön a Föld felszínén is, és ez okozza a tengerjárást, a hat óránként váltakozó apály és dagály jelenségét. Az égitestek kezdetben gyors tengelyforgása miatt a dagálypúp hossztengelye nem pontosan a másik égitest középpontja felé mutat, ezért forgatónyomaték lép fel. Ez a forgással ellentétes irányban hat, azaz lassítja az égitestek rotációját.

Elegendően hosszú idő alatt beáll az egyensúlyi helyzet, amikor a tengely körüli forgás periódusa megegyezik a keringéssel az egyik égitestre, a mi esetünkben a Holdra, így kötött tengelyforgás alakul ki. Még hosszabb idő alatt a Föld forgása is hozzá fog idomulni a Hold keringéséhez, amikor a két test szuperkötött keringésű lesz: azaz mindkét égitest mindig ugyanazt az oldalát fordítja a másik felé. Ilyen pl. a Pluto és legnagyobb holdja, a Charon.

Naprendszerünkben ez a jelenség egyáltalán nem ritka – többek közt például a Jupiter négy legnagyobb, úgynevezett Galilei-féle holdja is kötött keringést végez az óriásbolygó körül.