מה הם הגורמים להבדלי הטמפרטורה הקיצוניים על הירח?

הירח יכול להיות בן הזוג הקרוב ביותר לכדור הארץ, אך התנאים על פני השטח של שתי שכנות אלה שונים בתכלית. בניגוד לכדור הארץ השומר על טמפרטורה מתונה על פני שטח גדול, הירח מתנדנד בין חום עז לקור עז. הסיבה העיקרית להבדלי טמפרטורה קיצוניים אלה היא היעדר האטמוספירה של הירח.

על פני הירח נטול האוויר, הטמפרטורות תלויות במידה רבה אם נקודה נתונה נמצאת באור השמש או בצל. אזורי פני השטח שמקבלים אור שמש מלא עשויים להגיע לטמפרטורות של סביב 121 מעלות צלזיוס, או 250 מעלות פרנהייט. אזורים מוצלים והצד הכהה של הירח בדרך כלל יורדים עד ל -157 מעלות צלזיוס, או -250 מעלות פרנהייט. עמודי הירח יכולים להיות קרים עוד יותר: מסלול הסיור הירחי זיהה שפל של -238 מעלות צלזיוס (-396 מעלות פרנהייט) ב הקוטב הדרומי ו -247 מעלות צלזיוס (-413 מעלות פרנהייט) בקוטב הצפוני, טמפרטורות שאולי אפילו מתחרות באלה שעל פני השטח של פלוטו.

הסיבה להבדל הטמפרטורה הקיצוני הזה היא היעדר האטמוספירה של הירח. כדור הארץ והירח מקבלים כמויות דומות של אנרגיה מהשמש, אך במקרה של כדור הארץ האטמוספירה מסיטה וקולטת מעט מאותו חום. כשקרני השמש פוגעות במולקולות הגז המקיפות את כדור הארץ, מולקולות אלו סופחות חלק מהאנרגיה ולהעביר אותו בכל האטמוספירה, מחמם את כל הפלנטה במקום רק את האזורים באופן ישיר אוֹר שֶׁמֶשׁ. דיפוזיה זו של אנרגיה מפחיתה את הטמפרטורה המקסימלית, ומכיוון שלירח אין שמיכה מגן כזו, הטמפרטורות המקסימליות שלו בוערות.

אווירה לוכדת גם את אנרגיית השמש, בתהליך המכונה אפקט החממה. כאשר אנרגיית השמש עוברת דרך האטמוספירה ופוגעת על פני כדור הארץ, אנרגיה זו משתקפת מעל פני השטח ובחזרה לעבר החלל. באותו אופן שבו מולקולות גז קלטו ונלכדו אנרגיה בדרכה פנימה, מולקולות אלה לוכדות ומשקפות אנרגיה בדרכה החוצה, תוך שמירה על חום כדור הארץ גם בצד האפל. אולם על הירח כל אנרגיה המשתקפת מעל פני השטח פשוט מתפזרת אל הוואקום, ולכן האזורים המוצלים של פני השטח נעשים קרים ביותר.

קיצוניות טמפרטורה זו הנגרמת על ידי הוואקום של החלל מהווה חששות מרכזיים לחוקרי החלל הזקוקים לציוד וטכניקות מיוחדות כדי למנוע התחממות יתר או הקפאה. לדוגמא, חלליות אפולו בדרך לירח השתמשו בשליטה תרמית פסיבית, המכונה גם "גליל ברביקיו" - סיבוב איטי של הספינה על צירו במטרה לשמור על טמפרטורת המלאכה השווה. פעם על פני הירח, אסטרונאוטים נאלצו להסתמך על חליפות חלל כבדות עם מערכות ויסות טמפרטורה מובנות כדי למנוע התחממות יתר באור השמש או מקפיאה מוצקה בצל.