NASA wil nieuw licht laten schijnen op maanatmosfeer

De maan is op dit moment een spookstad. Niets verroert zich. Hier en daar is een verlaten Apollo-rover – of de stoffige basis van een maanlander – te vinden die fungeert als een stille getuigenis aan voorbije menselijke activiteit. Maar dezer dagen verstoren alleen incidentele inslagen van asteroïden de decennialange periode van diepe stilte. En deze stilte verschaft wetenschappers een belangrijke mogelijkheid. Als zij de dampkring van onze naaste buur ooit in een relatief natuurlijke staat willen onderzoeken, is de tijd daar nu voor gekomen.

Moment is de ijle atmosfeer van onze natuurlijke satelliet namelijk relatief ongestoord. Maar dat zal niet voor lang het geval zijn. NASA is van plan om mensen terug te laten keren op het maanoppervlak en menselijke activiteit zal ervoor zorgen dat een grote hoeveelheid stof, uitlaatgassen van raketten en andere gasachtige emissies de dampkring van de maan in worden geloodst. Omdat de atmosfeer zeer dun is, zouden deze verstoringen diens natuurlijke samenstelling in een kort tijdsbestek kunnen overstelpen.

Surveyor_LHG_obs_selection

De exosfeer van onze naaste buur, gefotografeerd door de maansonde Surveyor 7 (credit: NASA)

Onderzoekers zijn daarom op dit moment een sonde aan het ontwikkelen die vanuit een baan om de maan beter dan ooit tevoren metingen aan diens atmosfeer moet verrichten. De lancering van het tot Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer omgedoopte vaartuig zal naar alle waarschijnlijkheid in 2012 plaatsvinden. Diens spectrometers en stofdetectors zullen in enkele maanden tijd de concentraties van achttien verschillende chemicaliën in de exosfeer, waaronder methaan en waterdamp, in kaart brengen.

Maar de maan heeft toch helemaal geen atmosfeer? Jawel, alleen een zeer ijle. Hij is zo fragiel dat deze technisch gezien wordt als een exosfeer en niet als een atmosfeer. Ter vergelijking: één kubieke centimeter van de aardse dampkring op zeeniveau bevat ongeveer honderd miljard miljard moleculen, terwijl hetzelfde volume van de exosfeer van onze satelliet slechts om en nabij de honderd moleculen bevat. Dat is zó weinig dat de moleculen in diens exosfeer bijna nooit met elkaar in botsing komen.

Een andere opvallende eigenschap van de exosfeer is dat deze grotendeels naar beneden valt wanneer de zon vanop het maanoppervlak gezien onder is. Keert het zonlicht terug, dan zorgt de zonnewind ervoor dat er nieuwe deeltjes in de ‘lucht’ komen. Daarnaast krijgen de deeltjes een elektrische lading, aangezien ultraviolette straling elektronen en deeltjes in de maanbodem van elkaar scheidt. Omringende elektrische velden brengen deze deeltjes vervolgens naar een hoogte van enkele kilometers boven het oppervlak en dat zorgt ervoor dat ze een belangrijk deel van de exosfeer vormen.