Το Ραδιοτηλεσκόπιο που θα Ακούει το Σύμπαν από την Αθέατη Πλευρά της Σελήνης

Ο ραδιοθόρυβος είναι ο μεγαλύτερος πονοκέφαλος των ραδιοαστρονόμων. Με τον όρο “ραδιοθόρυβο” εννοούμε κάθε ανεπιθύμητο σήμα που παρεμβαίνει στις ραδιοπαρατηρήσεις και μειώνει την ευαισθησία των τηλεσκοπίων μας (από κεραυνούς και δορυφόρους μέχρι κεραίες κινητής τηλεφωνίας και σήματα Wi-Fi), κρύβοντας έτσι τα αμυδρά σήματα που ταξιδεύουν εκατομμύρια έτη φωτός για να φτάσουν στη Γη. 

Για την αποφυγή αυτού του θορύβου, τα ραδιοτηλεσκόπια χτίζονται σε απομονωμένες περιοχές και μακριά από ανθρώπινη δραστηριότητα, όπου το Σύμπαν μπορεί να “ακουστεί” καθαρά. Κι όμως, ακόμα και αυτά τα μέρη δε συγκρίνονται με την ησυχία του διαστήματος! Η αθέατη (“σκοτεινή”) πλευρά της Σελήνης είναι το πιο ήσυχο (ραδιοφωνικά) μέρος στο εσωτερικό Ηλιακό Σύστημα, μια περιοχή που παραμένει μόνιμα εκτός πεδίου από τον ραδιοθόρυβο της Γης καθώς η φωτεινή πλευρά μπλοκάρει τα σήματα που προέρχονται από ανθρώπινη δραστηριότητα. Για τους ραδιοαστρονόμους, αυτή η σιωπή αποτελεί μια μοναδική ευκαιρία: θα μπορούσε να γίνει η τοποθεσία του επόμενου μεγάλου ανθρώπινου αστεροσκοπείου, ενός ραδιοτηλεσκοπίου πάνω στη Σελήνη!

Στη Γη, μεγάλο μέρος των ραδιοκυμάτων που φτάνουν από το διάστημα μπλοκάρονται, διασκορπίζονται ή καλύπτονται από αλληλεπιδράσεις που προκαλούν τα ραδιοκύματα που προέρχονται από ανθρώπινη δραστηριότητα, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1. Η Σελήνη, χωρίς ατμόσφαιρα και ιδιαίτερα στη σκοτεινή της πλευρά, προσφέρει ένα καθαρό ραδιοπεριβάλλον. Εκεί, οι επιστήμονες ελπίζουν να ανιχνεύσουν εξαιρετικά αμυδρά και αρχαία κοσμικά σήματα που δεν μπορούν να παρατηρηθούν από τη Γη.

Μία από τις πιο τολμηρές προτάσεις είναι το Lunar Crater Radio Telescope, ή LCRT (εικόνα 2). Ο σχεδιασμός του προβλέπει τη μετατροπή ενός φυσικού σεληνιακού κρατήρα σε έναν τεράστιο κάτοπτρο: ρομπότ θα τεντώσουν ένα μεταλλικό πλέγμα μήκους περίπου ενός χιλιομέτρου μέσα σε έναν κρατήρα τριών χιλιομέτρων και θα αναρτήσουν ανιχνευτές πάνω από αυτό. Αυτή η κατασκευή θα λειτουργεί σε εξαιρετικά χαμηλές ραδιοσυχνότητες που είναι αδύνατο να παρατηρηθούν από τη Γη.

Πριν από την υλοποίηση ενός τόσο φιλόδοξου τηλεσκοπίου, χρειάζονται πιλοτικές αποστολές (pathfinder missions). Το LuSEE-Night (Lunar Surface Electromagnetics Experiment – Night) είναι μια τέτοια αποστολή που αναπτύσσεται από τη NASA, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ, το Brookhaven Lab, το Πανεπιστήμιο της California και άλλους φορείς. Το σχέδιο είναι να προσεδαφιστεί στη σκοτεινή πλευρά και να αναπτύξει ένα μικρό σύνολο κεραιών και δεκτών για να δοκιμάσει πώς λειτουργούν τα ραδιοαστρονομικά όργανα στο σεληνιακό περιβάλλον, με τις ακραίες θερμοκρασιακές μεταβολές, τη σκόνη και την πλήρη ησυχία. Στόχος της δεν είναι η ανακάλυψη νέων φαινομένων, αλλά η απόδειξη ότι ο εξοπλισμός μπορεί να επιβιώσει και να λειτουργήσει αποτελεσματικά παρά τις συνθήκες.

Μια ακόμη σημαντική ιδέα είναι το Astrophysical Lunar Observatory, ή ALO. Το 2020, η ESA δημιούργησε μια ομάδα για να μελετήσει την προοπτική μιας συστοιχίας κεραιών στην αθέατη πλευρά της Σελήνης. Οι μελέτες του ALO εξετάζουν εάν οι σημερινές τεχνολογίες μπορούν να υποστηρίξουν ένα ραδιοπαρατηρητήριο χαμηλών συχνοτήτων, χρησιμοποιώντας πολλές μικρές κεραίες διασκορπισμένες στην επιφάνεια της Σελήνης.

Οι προκλήσεις είναι τεράστιες: τα εξαρτήματα πρέπει να αντέχουν σε θερμοκρασίες από περίπου +100 °C έως κάτω από −200 °C, να παραμένουν λειτουργικά παρά τη φθορά από τη σεληνιακή σκόνη και να συνεχίζουν τη λειτουργία τους κατά τη διάρκεια της μακράς σεληνιακής νύχτας χωρίς ηλιακή ενέργεια. Επειδή η σκοτεινή πλευρά δε “βλέπει” ποτέ προς τη Γη, η επικοινωνία πρέπει να γίνεται μέσω δορυφόρων, οι οποίοι με τη σειρά τους δεν πρέπει να παράγουν ραδιοπαρεμβολές. Επίσης, κάθε κιλό που εκτοξεύεται από τη Γη αυξάνει το κόστος σημαντικά, επομένως τα συστήματα πρέπει να είναι εξαιρετικά ελαφριά και ικανά να αναπτυχθούν αυτόνομα, χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση.

Αν το εγχείρημα πετύχει, ένα σεληνιακό ραδιοτηλεσκόπιο θα μπορούσε να ανοίξει ένα εντελώς νέο πεδίο παρατήρησης. Η ησυχία της Σελήνης θα μπορούσε να τη μετατρέψει σε μια πλατφόρμα ακρόασης κοσμικών σημάτων που η Γη δεν μπορεί να ανιχνεύσει, μεταμορφώνοντας την αθέατη πλευρά της σε ένα νέο είδος παρατηρητηρίου που θα μας προσφέρει άμεση πρόσβαση σε εποχές του Σύμπαντος που παραμένουν μέχρι τώρα κρυμμένες!