Astronomi su oduvek pomerali granice mogućeg. Svoje opservatorije postavljaju na najvišim planinama, u najsuvljim pustinjama, na najhladnijim ledenim pločama i u orbiti oko Zemlje i Sunca. Svaka od ovih lokacija nudi jedinstven prozor u kosmos, oslobođen nekih od ograničenja koja nameće naša planeta.

Sada, naučnici planiraju da odu korak dalje, na najambiciozniju lokaciju do sada: daleku stranu Meseca. Ovi instrumenti će istražiti jedan od poslednjih neistraženih prozora ka univerzumu. Postavlja se pitanje: zašto su spremni da preuzmu ogroman tehnički izazov i troškove da bi izgradili teleskope baš tamo?

Odgovor leži u potrazi za jednim od najneuhvatljivijih trenutaka u istoriji kosmosa – "Kosmičkom zorom", trenutkom kada su se upalile prve zvezde.

Otkriće #1: Daleka strana Meseca je najtiše mesto u svemiru koje poznajemo

Jedan od najvećih problema moderne radio-astronomije je buka. Ne buka koju čujemo ušima, već neprekidna kakofonija radio-talasa koju stvara naša civilizacija. FM radio-prenosi, satelitska mega-sazvežđa i drugi izvori smetnji sa Zemlje potpuno zagušuju izuzetno slabe signale koji stižu iz ranog univerzuma. Zamislite da pokušavate da čujete šapat u središtu bučnog stadiona – to je izazov sa kojim se astronomi suočavaju svakog dana.

Upravo ovde daleka strana Meseca postaje nezamenljiva. Skoro 3.500 kilometara mesečevih stena deluje kao savršen prirodni štit, blokirajući svu radio-buku sa Zemlje. Ovo stvara jedino zaista "radio-tiho" okruženje dostupno čovečanstvu, idealno mesto za osluškivanje najstarijih šapata kosmosa. To nije samo pogodnost; to je neophodnost, kao što objašnjava profesor Džek Berns sa Univerziteta Kolorado u Boulderu, dugogodišnji zagovornik ideje o lunarnim opservatorijama.

"Daleka strana Meseca je jedinstvena lokacija. To je jedino mesto koje je istinski radio-tiho."

Otkriće #2: Slušamo eho prvih zvezda

Glavni naučni cilj je detekcija signala poznatog kao "Kosmička zora". Tokom perioda poznatog kao "Mračno doba" univerzuma, nakon što se kosmos ohladio od Velikog praska, ali pre nego što su se formirale prve zvezde, jedini izvor svetlosti poticao je od atoma neutralnog vodonika. Povremeno, elektron u atomu vodonika bi "prevrnuo svoj spin", emitujući foton sa karakterističnom talasnom dužinom od 21 centimetar. Ovaj signal, poznat kao "21cm linija", jedini je otisak prstiju tog davnog doba.

Međutim, zbog neprekidnog širenja svemira, taj drevni signal se "rastegao" na svom putu do nas. Ovaj fenomen, poznat kao "crveni pomak", znači da se linija od 21 cm iz različitih epoha istorije svemira danas detektuje na različitim talasnim dužinama. Signal iz ere rejonizacije, na primer, vidi se na talasnim dužinama od nekoliko metara. Ali signal iz same Kosmičke zore može se videti samo na talasnim dužinama od 10 metara ili više.

Tu nastaje problem za posmatranje sa Zemlje. Naša jonosfera, gornji sloj atmosfere, apsorbuje, izobličava i odbija radio-talase upravo tih dužina. Zbog toga nam je potrebno mesto koje je istovremeno iznad Zemljine jonosfere i zaštićeno od njene radio-buke. Daleka strana Meseca je jedino takvo mesto koje poznajemo.

Otkriće #3: Roboti će graditi ogromne teleskope od mesečeve prašine

Planovi za izgradnju ovih opservatorija zvuče kao naučna fantastika, ali su zasnovani na konkretnim inženjerskim rešenjima. Američki projekat FarView opisan je kao "ultimativni kosmološki teleskop". Plan je da se izgradi mreža od čak 100.000 malih antena, raspoređenih na površini od 200 kvadratnih kilometara. Ono što je najfascinantnije jeste da bi ove antene gradili roboti na licu mesta, koristeći aluminijum koji bi vadili direktno iz mesečevih stena. Tim se nada da će prve prototipove postaviti na Mesec pre kraja ove decenije, dok bi se pun instrument gradio tokom 2030-ih.

Potpuno drugačiji pristup ima projekat LCRT (Lunar Crater Radio Telescope). Ideja je da se iskoristi prirodna geografija Meseca – jedan od njegovih brojnih kratera. Roboti bi se spuštali niz padine kratera noseći potporne kablove kako bi razapeli ogromnu žičanu mrežu prečnika 350 metara preko kratera širokog 1.3 kilometra, stvarajući tako džinovsku antenu. Prototip u razmeri 200:1 se već gradi u Kaliforniji, a ceo projekat bi mogao da se realizuje u narednoj deceniji.

Ovi američki koncepti, iako revolucionarni, samo su deo sve veće međunarodne arene koja se sprema da istraži ovu novu granicu.

Otkriće #4: Tiha trka ka zvezdama je u toku

Potraga za Kosmičkom zorom pokrenula je svojevrsnu tihu svemirsku trku. Nekoliko svetskih sila razvija sopstvene planove za lunarne opservatorije.

• Evropska svemirska agencija (ESA) istražuje projekat DEX, koji bi koristio niz antena na naduvavanje koje bi jedan lender rasporedio na površini. Dr Kristijan Brinkerink, glavni istraživač projekta, optimističan je da bi DEX mogao biti postavljen sredinom ili krajem 2030-ih.
• Kina ima dva ambiciozna plana. Prvi je površinski niz antena. U početnoj fazi, bespilotne misije (Chang'e 7 i 8) postaviće 16 test antena. Tek nakon toga, jezgro teleskopa od stotinak antena bi izgradili astronauti. Drugi plan je satelitski roj "Hongmeng", koji bi mogao postati operativan već 2026. godine, osluškujući nebo dok se nalazi u Mesečevoj senci.
• Ujedinjeno Kraljevstvo takođe učestvuje sa satelitom CosmoCube, dizajniranim da detektuje signale drevnog vodonika iz Mesečeve orbite.

Iako postoji mnogo nacionalnih projekata, realnost je da će izgradnja ovakvih opservatorija biti izuzetno skupa – procene se kreću od 1 do 5 milijardi dolara po projektu. Zbog toga je verovatno da će konačni poduhvat biti rezultat globalne saradnje, ujedinjujući čovečanstvo u potrazi za našim kosmičkim poreklom.

Zaključak: Šta ćemo čuti kada se univerzum oglasi?

Daleka strana Meseca nije samo zgodna lokacija; ona je neophodna. Predstavlja naš jedini prozor ka samom početku vremena, jedino mesto odakle možemo neometano da slušamo eho prvih zvezda i galaksija koje se rađaju iz tame. Izgradnja ovih teleskopa biće jedan od najvećih naučnih i inženjerskih poduhvata u istoriji čovečanstva.

Kada konačno prevaziđemo sve izazove i naša tehnologija uhvati taj prvi, najstariji signal u svemiru, postavlja se najvažnije pitanje od svih: šta će nam on otkriti o našem sopstvenom poreklu?

https://www.sciencefocus.com/space/far-side-of-the-moon-lunar-observatories