ما هي أسباب الاختلافات الشديدة في درجات الحرارة على سطح القمر؟

قد يكون القمر أقرب رفيق للأرض ، لكن الظروف على سطح هذين الجارين تختلف اختلافًا كبيرًا. على عكس الأرض ، التي تحافظ على درجة حرارة معتدلة على معظم سطحه ، يتأرجح القمر بين الحرارة الشديدة والبرودة الشديدة. السبب الرئيسي لهذه الاختلافات الشديدة في درجات الحرارة هو افتقار القمر للغلاف الجوي.

على سطح القمر الخالي من الهواء ، تعتمد درجات الحرارة إلى حد كبير على ما إذا كانت نقطة معينة تقع في ضوء الشمس أو في الظل. قد تصل درجة حرارة مناطق السطح التي تتلقى ضوء الشمس الكامل إلى حوالي 121 درجة مئوية ، أو 250 درجة فهرنهايت. تنخفض المناطق المظللة والجانب المظلم من القمر عادةً إلى -157 درجة مئوية أو -250 درجة فهرنهايت. يمكن أن تصبح أقطاب القمر أكثر برودة: رصدت المركبة المدارية الاستطلاعية القمرية قيعانًا تبلغ -238 درجة مئوية (-396 درجة فهرنهايت) عند القطب الجنوبي و -247 درجة مئوية (-413 درجة فهرنهايت) في القطب الشمالي ، درجات حرارة قد تنافس حتى تلك الموجودة على سطح بلوتو.

سبب هذا الاختلاف الشديد في درجات الحرارة هو افتقار القمر للغلاف الجوي. تتلقى الأرض والقمر كميات مماثلة من الطاقة من الشمس ، ولكن في حالة الأرض ، ينحرف الغلاف الجوي ويمتص بعضًا من تلك الحرارة. عندما تصطدم أشعة الشمس بجزيئات الغاز التي تحيط بالكوكب ، تمتص هذه الجزيئات بعض الطاقة وتمريره في جميع أنحاء الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب بأكمله بدلاً من المناطق مباشرة ضوء الشمس. هذا الانتشار للطاقة يقلل من درجة الحرارة القصوى ، وبما أن القمر لا يحتوي على مثل هذه البطانية الواقية ، فإن درجات الحرارة القصوى له تكون حارقة.

يحبس الغلاف الجوي أيضًا طاقة الشمس ، في عملية تُعرف باسم تأثير الاحتباس الحراري. عندما تمر طاقة الشمس عبر الغلاف الجوي وتضرب سطح الأرض ، تنعكس هذه الطاقة عن السطح وتعود نحو الفضاء. وبنفس الطريقة التي تمتص بها جزيئات الغاز الطاقة في طريقها وتحبسها ، تحبس هذه الجزيئات الطاقة وتعكسها في طريقها للخروج ، مما يحافظ على دفء الكوكب حتى في الجانب المظلم. ومع ذلك ، فإن أي طاقة تنعكس على سطح القمر تتبدد ببساطة في الفراغ ، ولهذا السبب تصبح المناطق المظللة على السطح شديدة البرودة.

تمثل درجات الحرارة القصوى الناتجة عن فراغ الفضاء بعض المخاوف الرئيسية لمستكشفي الفضاء ، الذين يحتاجون إلى معدات وتقنيات متخصصة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو التجمد. على سبيل المثال ، استخدمت مركبة الفضاء أبولو في طريقها إلى القمر التحكم الحراري السلبي ، والذي يُطلق عليه أيضًا "لفة الشواء" - دوران بطيء للسفينة على محورها من أجل الحفاظ على درجة حرارة المركب تعادل. بمجرد وصولهم إلى سطح القمر ، كان على رواد الفضاء الاعتماد على بدلات الفضاء الثقيلة المزودة بأنظمة مدمجة لضبط درجة الحرارة لتجنب ارتفاع درجة الحرارة في ضوء الشمس أو التجمد الصلب في الظل.