در نیمه پنهان ماه چه می‌گذرد؟ رازهای سمت دور تنها قمر زمین

وقتی در یک شب صاف به ماه نگاه می‌کنیم، تقریباً همیشه یک چهره آشنا از آن را می‌بینیم؛ همان سطحی که انسان‌ها هزاران سال است از روی زمین تماشایش کرده‌اند. اما ماه یک روی دیگر هم دارد که از دید مستقیم ساکنان زمین پنهان است. این بخش که به آن سمت دور ماه گفته می‌شود، سال‌ها برای انسان ناشناخته بود و نخستین تصاویر آن تنها در عصر فضا و با ارسال کاوشگرها به دست آمد.

تا پیش از سال ۱۹۵۹، هیچ انسانی تصویری از این بخش ماه در اختیار نداشت. در آن سال، فضاپیمای لونا ۳ اتحاد جماهیر شوروی در اطراف ماه حرکت کرد و نخستین تصاویر از سمت دور آن را به زمین فرستاد. این تصاویر برای دانشمندان اهمیت زیادی داشتند؛ زیرا نشان دادند سطح پنهان ماه از نظر ظاهری با نیمه‌ای که از زمین می‌بینیم تفاوت‌هایی دارد.

چرا همیشه یک طرف ماه را می‌بینیم؟

اینکه ماه تقریباً همیشه یک روی خود را به زمین نشان می‌دهد، اتفاقی نیست و ریشه در پدیده‌ای به نام قفل کشندی دارد.

زمین و ماه به دلیل فاصله نسبتاً کم میانشان، نیروی گرانشی قابل‌توجهی بر یکدیگر وارد می‌کنند. این گرانش باعث ایجاد نیروهای کشندی می‌شود؛ نیروهایی که در بازه‌های بسیار طولانی می‌توانند سرعت چرخش اجرام آسمانی را تغییر دهند.

در مورد ماه، اثر همین نیروها باعث شده است سرعت چرخش آن به دور محور خودش با مدت زمانی که برای یک دور گردش به دور زمین نیاز دارد، برابر شود. در نتیجه، ماه در هر بار گردش کامل به دور زمین، دقیقاً یک بار نیز حول محور خودش می‌چرخد.

به همین دلیل است که از روی زمین تقریباً همیشه همان نیمه ماه را مشاهده می‌کنیم.

دانشمندان معتقدند ماه در اوایل تاریخ منظومه شمسی و احتمالاً پس از برخورد جرمی بزرگ با زمین شکل گرفته است. یکی از پذیرفته‌شده‌ترین فرضیه‌ها این است که جرمی تقریباً هم‌اندازه مریخ با زمین برخورد کرده و بقایای حاصل از این برخورد در نهایت ماه را به وجود آورده‌اند.

آیا سمت دور ماه همیشه تاریک است؟

یکی از رایج‌ترین اشتباهات درباره ماه، نامیدن نیمه‌ای که از زمین دیده نمی‌شود به عنوان «سمت تاریک ماه» است.

سمت دور ماه الزاماً تاریک نیست.

این بخش از ماه نیز مانند نیمه نزدیک، دوره‌های روز و شب دارد. تقریباً نیمی از ماه در هر لحظه در معرض نور خورشید قرار دارد و نیمه دیگر در تاریکی است. بنابراین وقتی در سمت دور ماه روز است، آن بخش می‌تواند کاملاً توسط نور خورشید روشن شود.

اصطلاح «سمت تاریک ماه» بیشتر به معنای تاریخی و ناشناخته بودن این بخش از ماه به کار رفته است. حتی آلبوم معروف The Dark Side of the Moon گروه پینک‌فلوید در سال ۱۹۷۳ نیز از همین تعبیر استفاده کرد؛ اما از نظر علمی، «سمت دور ماه» عبارت دقیق‌تری است.

سمت دور ماه چه شکلی است؟

تصاویر و داده‌هایی که طی دهه‌های اخیر از ماه به دست آمده‌اند نشان می‌دهند که سمت دور ماه از نظر ظاهری با سمت نزدیک آن تفاوت قابل‌توجهی دارد.

سطح این نیمه پر از دهانه‌های برخوردی و مناطق ناهموار است. این فرورفتگی‌ها در اثر برخورد شهاب‌سنگ‌ها و اجرام فضایی در طول میلیاردها سال ایجاد شده‌اند.

یکی از ویژگی‌های مهم سمت نزدیک ماه، وجود مناطق وسیع و نسبتاً تیره و مسطحی است که در گذشته «دریاهای ماه» نام گرفته‌اند. در سمت دور، تعداد این مناطق بسیار کمتر است و سطح ماه عمدتاً ناهموارتر و پر از دهانه‌های برخوردی است.

یکی از مهم‌ترین ساختارهای این منطقه، حوضه قطب جنوب–آیتکن (South Pole–Aitken Basin) است؛ یکی از بزرگ‌ترین و قدیمی‌ترین حوضه‌های برخوردی شناخته‌شده در منظومه شمسی. قطر این ساختار حدود ۲۵۰۰ کیلومتر و عمق آن حدود ۱۳ کیلومتر برآورد شده است و بخش بزرگی از سطح سمت دور ماه را دربر می‌گیرد.

نام «حوضه آپولو» نیز برای یکی از ساختارهای موجود در این منطقه به کار می‌رود.

یک روز در ماه چقدر طول می‌کشد؟

روز و شب در هر دو سمت ماه وجود دارد و تفاوتی ندارد که این بخش از ماه به سمت زمین باشد یا در سمت دور قرار گرفته باشد.

از آنجا که ماه تقریباً در مدت ۲۹٫۵ روز زمینی یک چرخه کامل از طلوع تا طلوع بعدی خورشید را تجربه می‌کند، یک روز قمری حدود دو هفته زمینی و شب قمری نیز تقریباً به همین اندازه طول می‌کشد.

بنابراین، سمت دور ماه نیز مرتباً روشن و تاریک می‌شود و هیچ نیمه‌ای از ماه برای همیشه در تاریکی قرار ندارد.

نخستین فرود در سمت دور ماه

با پیشرفت فناوری فضایی، دانشمندان توانستند اطلاعات بسیار بیشتری درباره نیمه پنهان ماه به دست آورند. یکی از مهم‌ترین نقاط عطف در این مسیر، مأموریت چینی چانگ‌ئه ۴ بود.

فرودگر چانگ‌ئه ۴ و مریخ‌نورد یوتو ۲ در سال ۲۰۱۹ در سمت دور ماه فرود آمدند و به نخستین ساخته‌های بشر تبدیل شدند که به‌طور نرم روی این بخش از سطح ماه فرود آمده و عملیات علمی انجام دادند.

این مأموریت در منطقه‌ای از حوضه قطب جنوب–آیتکن انجام شد؛ منطقه‌ای که برای دانشمندان اهمیت ویژه‌ای دارد.

یکی از مشکلات اصلی ارتباط مستقیم با سمت دور ماه این است که خود ماه می‌تواند مانع برقراری ارتباط رادیویی مستقیم میان کاوشگر و زمین شود. به همین دلیل، چین برای ارتباط با چانگ‌ئه ۴ از ماهواره‌ای واسطه به نام Queqiao استفاده کرد که در موقعیتی مناسب نسبت به ماه و زمین قرار گرفت.

داده‌های به‌دست‌آمده از این مأموریت به پژوهشگران کمک می‌کند تاریخ برخوردهای کیهانی، ساختار پوسته ماه و ویژگی‌های حوضه قطب جنوب–آیتکن را بهتر بررسی کنند.

مأموریت ناموفق اسرائیل در سمت دور ماه

چانگ‌ئه ۴ تنها مأموریتی نبود که با هدف مطالعه ماه انجام شد.

فضاپیمای اسرائیلی برشیت (Beresheet) نیز در سال ۲۰۱۹ با هدف فرود روی ماه و انجام مطالعات علمی به فضا پرتاب شد. این پروژه که حدود هفت سال برای توسعه آن زمان برده بود، نزدیک به ۹۵ میلیون دلار هزینه داشت.

با این حال، برشیت در هنگام فرود با مشکل فنی مواجه شد و در نهایت نتوانست به شکل سالم روی سطح ماه فرود بیاید.

به این ترتیب، این مأموریت نتوانست هدف خود را برای انجام عملیات روی ماه محقق کند.

چرا سمت دور ماه برای ستاره‌شناسان اهمیت دارد؟

سمت دور ماه فقط به دلیل ناشناخته بودن سطح آن اهمیت ندارد. این منطقه از نظر رادیویی نیز محیطی بسیار ارزشمند برای دانشمندان است.

زمین دائماً مقدار زیادی امواج رادیویی تولید می‌کند. شبکه‌های تلویزیونی، ایستگاه‌های رادیویی، تلفن‌های همراه، ماهواره‌ها، ارتباطات نظامی و بسیاری از تجهیزات الکترونیکی، محیط اطراف زمین را از سیگنال‌های رادیویی پر کرده‌اند.

اما سمت دور ماه می‌تواند مانند یک سپر طبیعی، کاوشگرها و تجهیزات علمی را تا حد زیادی از امواج رادیویی زمین دور نگه دارد.

این ویژگی فرصتی کم‌نظیر برای مطالعه امواج رادیویی بسیار کم‌بسامد کیهانی فراهم می‌کند؛ امواجی که مشاهده آن‌ها از سطح زمین بسیار دشوار یا عملاً غیرممکن است.

برای مثال، ابزارهای علمی مأموریت چانگ‌ئه ۴ می‌توانند به مطالعه امواج رادیویی با بسامد پایین بپردازند که از منابع کیهانی مختلف، از جمله خورشید و مناطق دوردست‌تر جهان، به ما می‌رسند.

گوش دادن به کیهان در دوران تولد نخستین ستارگان

امواج رادیویی کم‌بسامد فقط یک موضوع فنی برای دانشمندان نیستند. مطالعه این امواج می‌تواند پنجره‌ای به دوره‌ای بسیار قدیمی از تاریخ جهان باز کند.

پژوهشگران امیدوارند از طریق بررسی این سیگنال‌ها بتوانند اطلاعات بیشتری درباره دوره‌ای از کیهان به دست آورند که نخستین ستاره‌ها و ساختارهای بزرگ کیهانی در حال شکل‌گیری بودند.

به همین دلیل، سمت دور ماه می‌تواند در آینده به یکی از مهم‌ترین مکان‌ها برای ساخت رصدخانه‌های رادیویی تبدیل شود؛ رصدخانه‌هایی که برخلاف تجهیزات مستقر روی زمین، کمتر تحت تأثیر آلودگی رادیویی ناشی از فعالیت‌های انسانی قرار می‌گیرند.

آب ماه و رؤیای استفاده از آن برای سفر به مریخ

ماه در برنامه‌های فضایی آینده تنها یک مقصد تحقیقاتی نیست. بسیاری از دانشمندان و سازمان‌های فضایی آن را یک ایستگاه میانی برای مأموریت‌های دورتر، از جمله سفر به مریخ می‌دانند.

یکی از مهم‌ترین کشفیات در این زمینه، شناسایی ذخایر آب یخ‌زده در مناطق قطبی ماه بود. مأموریت LCROSS ناسا نیز نقش مهمی در تأیید وجود آب در یکی از دهانه‌های قطبی ماه داشت.

وجود آب در ماه می‌تواند اهمیت بسیار زیادی برای مأموریت‌های آینده داشته باشد. در صورت امکان استخراج و پردازش این منابع، آب می‌تواند برای آشامیدن و تولید اکسیژن مورد استفاده قرار گیرد و حتی هیدروژن و اکسیژن حاصل از تجزیه آن می‌توانند در آینده به‌عنوان اجزای سوخت موشک به کار روند.

به این ترتیب، ماه می‌تواند از یک جرم آسمانی مورد مطالعه به بخشی از زیرساخت سفرهای فضایی آینده تبدیل شود.

دهانه‌هایی که واقعاً در تاریکی مطلق قرار دارند

در این میان یک نکته جالب وجود دارد: اگرچه نمی‌توان کل سمت دور ماه را «سمت تاریک» نامید، اما واقعاً مناطقی در ماه وجود دارند که تقریباً همیشه در تاریکی قرار گرفته‌اند.

این مناطق عمدتاً در نزدیکی قطب‌های ماه و درون برخی دهانه‌های عمیق قرار دارند. زاویه بسیار کم تابش خورشید در این مناطق باعث می‌شود نور خورشید برای مدت بسیار طولانی یا حتی در مقیاس‌های زمانی بسیار زیاد به کف برخی دهانه‌ها نرسد.

این نواحی که به مناطق دائماً سایه‌دار معروف‌اند، به دلیل احتمال وجود ذخایر یخ آب اهمیت ویژه‌ای دارند.

بنابراین، میان «سمت دور ماه» و «منطقه تاریک ماه» باید تفاوت قائل شد. سمت دور فقط نیمه‌ای از ماه است که از زمین مستقیماً دیده نمی‌شود؛ اما در همان نیمه نیز روز و شب وجود دارد و خورشید آن را روشن می‌کند.

ماه هنوز رازهای زیادی برای ما دارد

انسان امروز دیگر ماه را جرمی ناشناخته نمی‌داند. صدها مأموریت فضایی، تصاویر دقیق و نقشه‌های سه‌بعدی گسترده‌ای از سطح آن در اختیار دانشمندان قرار داده‌اند. با این حال، سمت دور ماه همچنان یکی از جذاب‌ترین مناطق برای تحقیقات آینده است.

از مطالعه تاریخ شکل‌گیری ماه و حوضه‌های عظیم برخوردی گرفته تا جست‌وجوی منابع آب و ساخت رصدخانه‌های رادیویی، این بخش پنهان از نزدیک‌ترین همسایه فضایی زمین می‌تواند نقش مهمی در آینده اکتشافات فضایی داشته باشد.

شاید عجیب‌ترین نکته درباره ماه همین باشد: ما هر شب آن را می‌بینیم، اما چیزی که می‌بینیم تنها یک نیمه از چهره آن است.