Månen: Hvad ved vi om Jordens trofaste ledsager?

Et fodaftryk i den grå jord, et plantet amerikansk flag og de ti berømte ord: »One small step for man, one giant leap for mankind«.

Det var kulminationen på mange års hårdt arbejde og dyb fascination af vores tætteste ledsager i rummet: Månen.

I 1960’erne var Månen genstand for »rumkapløbet« med de første bemandede månelandinger, og i 1969 trådte Niel Armstrong som det første menneske ud på Månen.

Månens nærhed til Jorden gør, at den i fremtiden kan være menneskets første springbræt for rumrejser længere ud i Solsystemet.

Men efter flere månelandinger og årtiers studier af Månen, hvad ved vi så egentlig om vores trofaste følgesvend?

Hvordan blev Månen dannet?

I det tidlige solsystem var der flere store som små objekter, der kolliderede.

Prøver fra Månen og Jorden indikerer, at Månen er opstået ved et sammenstød mellem den tidlige jordklode og et andet himmellegeme af en størrelse lidt mindre end Mars.

Sådan er det dog ikke med alle måner. Andre måner i Solsystemet er nemlig dannet via andre processer. For eksempel har de store gasgiganter Saturn og Jupiter rigtig mange måner.

Nogle af disse menes at være dannet på samme måde som selve planeterne i Solsystemet, da tyngdekraften fra disse store planeter i det tidlige solsystem kan have skabt et bælte af gas, støv, is og mindre klumper af materiale omkring sig.

Her vil materialet langsomt samle sig til større og større klumper, og til sidst vil disse være måner i kredsløb om hver sin planet.

Mindre måner kan også have været asteroider, der er blevet indfanget af tyngdefeltet fra en planet.

Ved analyse af henfald af radioaktive isotoper har man kunnet bestemme Månens alder til at være nogenlunde 50 millioner år yngre end Solsystemet – så cirka 4,5 milliarder år.

Ved kollisionen smeltede noget materiale sammen med Jorden, imens andet blev slynget i kredsløb om Jorden for derefter at samle sig til Månen.

En stillestående, kraterfyldt kugle

Da Månen således var dannet, men endnu var relativt ung, drejede den hurtigt rundt om sig selv – præcis som Jorden stadig gør.

Stille og roligt har tidevandskræfter fra Jorden dog bremset Månens egen-rotation op, så den i dag hele tiden vender den samme side mod Jorden.

Det betyder, at vi, set fra Jorden, kun ser de mange kratere, som er dannet ved nedslag af store og små himmellegemer (asteroider og kometer), på den side af Månen, som vender mod os.

Da der hverken er vind, regn eller andre vejrfænomener, og da Månen er for kold til, at de tektoniske plader kan bevæge sig, forbliver nedslagskratere synlige i meget lang tid. Flere af Månens kratere kan bestemmes til at være op til et par milliarder år gamle.

De største nedslag har været så kraftige at de har dannet vulkansk aktivitet på den modsatte side af Månen i forhold til nedslaget.

Det vil sige, at et kraftigt nedslag på den ene side af Månen kan have skabt bevægelse igennem hele Månen, som fik den til at slå revner på den modsatte side, og dermed opstod der vulkaner.

Derudfra er smeltet materiale, lava, flydt ud, og på den måde er de store flade områder uden kratere dannet – disse kaldes månehave.

Der er ingen vulkansk aktivitet på Månen længere, da det kun er store nedslag, der har forårsaget den kortvarige, vulkanske aktivitet.

Sådan bevæger Månen sig rundt om os

Hvis man vil rejse til Månen og se om på bagsiden, skal man rejse cirka 385.000 kilometer.

Det er nemlig gennemsnitsafstanden fra Jorden til Månen, og dens bane har en hældning på 5,1 grader i forhold til Jord-Sol-baneplanet (Ekliptika).

Denne hældning, som, man regner med, opstod ved dannelsen, gør, at vi ikke ser en måne- og solformørkelse én gang om måneden.

Forestil dig, at du er Solen og kigger på Jorden, imens Månen kredser omkring Jorden.

Månen vil ikke komme ind foran Jorden én gang om måneden på grund af banens hældning. Men engang i mellem sker det, at Månen i sin bane lige præcis krydser synslinjen mellem Jorden og Solen på det tidspunkt, hvor den kan skygge for Jorden.

På grund af Jordens bane omkring Solen og Månens bane omkring Jorden er der 2-3 perioder om året, hvor en solformørkelse kan finde sted.

Totale solformørkelser forekommer dog ikke nødvendigvis hvert år, da det kan ske, at Månen i sin bane ikke befinder sig der, hvor den vil skygge for Solen på det rigtige tidspunkt. Det vil sige dér, hvor den krydser synslinjen mellem Jorden og Solen.

Hvis du vil stå klar næste gang, der sker noget, kan du her se en liste over kommende sol- og måneformørkelser de næste 10 år.

Bevæger sig laaaaaangsomt væk fra Jorden

Månens afstand til Jorden bliver langsomt større og større med cirka 0,4 centimeter per år.

Dette skyldes igen tidevandskræfter, som får Jorden til at rotere langsommere og langsommere, ved at havenes tidevand yder modstand for Jordens rotation (du kan læse en mere detaljeret gennemgang af tidevandskræfterne på Månen og Jorden i artiklen her).

Den tabte energi, ved at Jorden roterer langsommere, bliver i stedet overført til Månen, som sætter farten op i dens bane rundt om Jorden. Den højere fart betyder, at banens radius vokser - og dermed vokser også afstanden fra Jorden til Månen.

Månen ryster og strækker sig

Det kan altså betale sig at rejse til Månen så hurtigt som muligt – om end gevinsten er meget, meget lille.

Men hvis man nu tilbagelægger den enorme afstand, kunne man jo få lyst til at kigge lidt ind i Månens indre. Månens opbygning menes nemlig ikke at minde om Jordens, da vi for eksempel ikke ser vulkaner og pladetektonik på Månens overflade.

Forskellige undersøgelser af Månens indre har været udført. For eksempel blev der i forbindelse med Apollo-programmet tilbage i 1960’erne og 70’erne lavet »the Apollo Passive Seismic Experiment«, hvor seismisk aktivitet blev registreret.

Her blev måneskælv og meteornedslag målt. Måneskælv kan opstå på grund af tidevandskræfterne fra Jorden, der får Månen til at ændre en smule form og udvidelse og sammentrækning på grund af Solens opvarmning og den følgende nedkøling fra dag til nat på Månen.

Sådan er Månen lagdelt – tror vi

Måneskælv og meteornedslag er for eksempel blevet brugt til at danne et billede af Månens indre.

Analysen af blandt andet seismisk data har ført til en model for Månen, der ser således ud:

• Inderst er der en fast kerne, som er omgivet af en flydende kerne.
• Dernæst er der en delvist flydende del, men den største del er kappen, som er fast materiale.
• Til sidst når vi til det yderste lag, som kaldes skorpen eller overfladelaget.

På billedet længere nede er modellen for Månens lag illustreret.

Månens kerne har været varm efter processen, der skabte den, og er det formentlig stadig den dag i dag. Månens kerne holdes varm af en kombination af radioaktivitet, henfald af tunge ustabile grundstoffer og tidevandskræfter, der kan skabe gnidningsvarme i Månens indre.

Den præcise struktur, og hvad Månen består af, kendes kun i grove træk.

Supervarm og superkold, kedelig klump

Selvom Månens indre på mange måder minder lidt om Jordens, ser vi også store forskelle.

Bare se på, hvad der sker på overfladen: Her er Månen gold, kedelig og konstant, hvorimod Jorden har et klima med vejrfænomener, der gør overfladen meget dynamisk.

Månen har ingen nævneværdig atmosfære og dermed intet klima. For at kunne holde på en atmosfære kræves det, at objektet har en vis størrelse og et betydeligt magnetfelt. Begge dele mangler Månen.

Derimod varierer temperaturen på overfladen af Månen enormt meget fra sol- til skyggesiden. På solsiden er gennemsnitstemperaturen omkring 107 grader Celsius, hvor der på den mørke side i gennemsnit er omkring -153 grader Celcius.

På Jorden hjælper vores atmosfære med at holde temperaturen oppe på natsiden. Uden en atmosfære på Månen kan varmen hurtigt udstråle fra overfladen, som dermed køles hurtigt ned.

Under månestøvet (regolit) findes der flere steder vand i form af is. Man regner med, det er kommet til Månen, ved at vandholdige asteroider og kometer har bragt det til fra de ydre dele af Solsystemet i den tidlige fase af systemets historie – præcis som det er sket med Jordens vand.

Der er dog ingen tegn på, at der nogensinde har været liv på Månen, udover de bemandede månelandinger, der fandt sted i slut 1960’erne og start 1970’erne.

Hvornår skal vi til Månen igen?

Månemissionerne var en del af rumkapløbet, hvor Sovjetunionen kæmpede mod USA om at være de første, der satte benene på Månen.

Det førte til flere ubemandede månemissioner, hvor rumfartøjer fløj rundt om Månen, landede på eller fløj ind i Månen - og selvfølgelig de berømte bemandede månelandinger.

Apollo 11 landede på Månen med Neil Armstrong og Buzz Aldrin 20. juli 1969. De landede i landingsfartøjet »the Eagle«, imens deres kollega Michael Collins forblev i kredsløb om Månen i kommando-modulet »Columbia«.

Efter lidt over 21 timer forlod Armstrong og Aldrin Månens overflade, mødtes med Collins i Columbia og vendte hjem til Jorden.

Apollo 12 (1969), Apollo 14 (1971), Apollo 15 (1971), Apollo 16 (1972) og Apollo 17 (1972) var alle bemandede månelandinger. Gene Cernan var den seneste, der satte sine fødder på Månen i Apollo-programmet den 14. december 1972.

Nu venter vi i spænding på, at de næste bemandede måne-missioner snart finder sted. Første skridt i NASA’s nye måne-program, Artemis, er taget med Artemis 1, der blev opsendt 16. november 2022, og som skulle demonstrere og afprøve den nye løfteraket (’Space Launch System’, SLS) og Orion-rumfartøjet.

Artemis 2-5 er planlagt til opsendelse med cirka et års mellemrum fra 2024. Artemis 3 skal bringe mennesker tilbage på Månens overflade.

Next stop: Månens indre

De kommende missioner vil blandt andet komme til at bidrage med opklarende viden i forhold til for eksempel Månens indre opbygning, mængden af vand på Månen samt overfladeforhold, som er afgørende for opbygning af en månebase.

Det er blot et lille udpluk af de mange ting, vi mangler at få svar på.

Under Apollo-programmet blev over 382 kilogram månesten og støv bragt tilbage til Jorden til undersøgelser. Sovjetunionen havde i Luna-programmet også missioner, der bragte månemateriale tilbage til Jorden, nemlig Luna 16 (1970), Luna 20 (1974) og Luna 24 (1976).

Alt dette materiale er blevet undersøgt og studeret, og det har været med til at danne det billede af Månens historie, som er skitseret her.

Adskillige andre månemissioner har fundet sted. En af de mest nævneværdige er NASA’s »Lunar Reconnaissance Orbiter« (LRO), som skulle affotografere Månens overflade.

Den blev sendt op i 2009 og har siden taget mange fantastisk flotte billeder, som blandt andet bruges til udvælgelse af landingsområder for efterfølgende månemissioner.

LRO er stadig i dag (2022) i kredsløb om Månen og fuldt ud operationel.

Månebaser og rum-charterrejser

Selv med de mange missioner, der allerede har besøgt Månen, er der fornyet interesse for Månen og nye bemandede rumrejser.

NASA har som nævnt igangsat Artemis-programmet, som skal føre menneskeheden tilbage til Månen i midt 2020’erne. Men også andre lande har planlagte bemandede og ubemandede månemissioner. Heriblandt Japan, Indien, Rusland og Kina.

Til dels er der tale om et rumkapløb igen, hvor det handler om at demonstrere sin teknologiske magt, men det handler også om visioner for, at vi nu skal endnu længere ud i Solsystemet. Her er Månen et naturligt springbræt på vej mod for eksempel Mars.

Med en månebase vil omkostningerne for missioner videre ud i Solsystemet kunne reduceres, ved at man ikke skal sende helt så meget af sted fra Jorden. Det er nemlig markant dyrere på grund af Jordens større tyngdekraft.

Så hvem ved? Måske kan vi om en årrække tage en chartertur til Månen og nyde udsigten uden frygt for overskyet vejr.

Vi skal bare huske passende tøj, og at vi på Jorden beskyttes af magnetfeltet og atmosfæren, som ikke vil hjælpe os på Månen.