Zawartość
Księżyc może być najbliższym towarzyszem Ziemi, ale warunki na powierzchni tych dwóch sąsiadów są bardzo różne. W przeciwieństwie do Ziemi, która utrzymuje umiarkowaną temperaturę na dużej części swojej powierzchni, Księżyc waha się między ekstremalnym upałem a ekstremalnym zimnem. Główną przyczyną tych ekstremalnych różnic temperatur jest brak atmosfery w księżycach.
Warunki na Księżycu
Na bezpowietrznej powierzchni księżyca temperatury zależą w dużej mierze od tego, czy dany punkt leży w świetle słonecznym, czy w cieniu. Obszary powierzchni odbierające pełne światło słoneczne mogą osiągać temperatury około 121 stopni Celsjusza lub 250 stopni Fahrenheita. Obszary zacieniowane i ciemna strona księżyca zwykle spadają do -157 stopni Celsjusza lub -250 stopni Fahrenheita. Bieguny księżyców mogą stać się jeszcze zimniejsze: Księżycowy Orbiter Rozpoznawczy wykrył dołki -238 stopni Celsjusza (-396 stopni Fahrenheita) na biegunie południowym i -247 stopni Celsjusza (-413 stopni Fahrenheita) na biegunie północnym, temperatury, które mogą nawet rywalizować z tymi na powierzchni Plutona.
Bez atmosfery
Przyczyną tej ekstremalnej różnicy temperatur jest brak atmosfery w księżycach. Ziemia i księżyc otrzymują podobne ilości energii od Słońca, ale w przypadku Ziemi atmosfera odbija się i pochłania część tego ciepła. Gdy promienie słoneczne uderzają w molekuły gazu otaczające planetę, cząsteczki te absorbują część energii i przekazują ją w całej atmosferze, ogrzewając całą planetę zamiast tylko obszarów bezpośrednio nasłonecznionych. Ta dyfuzja energii zmniejsza maksymalną temperaturę, a ponieważ księżyc nie ma takiego ochronnego koca, jego maksymalne temperatury są upalne.
Efekt cieplarniany
Atmosfera zatrzymuje również energię słoneczną w procesie znanym jako efekt cieplarniany. Kiedy energia słoneczna przedostaje się przez atmosferę i uderza w powierzchnię ziemi, energia ta odbija się od powierzchni i wraca w przestrzeń kosmiczną. W ten sam sposób, w jaki cząsteczki gazu wchłaniają i zatrzymują energię po drodze, cząsteczki te wychwytują i odbijają energię podczas wychodzenia, utrzymując ciepło planet nawet po ciemnej stronie. Jednak na Księżycu każda energia, która odbija się od powierzchni, po prostu rozprasza się w próżni, dlatego zacienione obszary na powierzchni stają się wyjątkowo zimne.
Wyzwania temperaturowe
Te ekstremalne temperatury spowodowane próżnią kosmiczną stanowią poważne obawy dla odkrywców kosmosu, którzy potrzebują specjalistycznego sprzętu i technik, aby uniknąć przegrzania lub zamrożenia. Na przykład statek kosmiczny Apollo w drodze na Księżyc wykorzystywał pasywną kontrolę termiczną, zwaną również „rolką grilla” - powolny obrót statku wokół jego osi w celu utrzymania wyrównanej temperatury statku. Będąc na powierzchni księżyców astronauci musieli polegać na ciężkich kombinezonach kosmicznych z wbudowanymi systemami regulacji temperatury, aby uniknąć przegrzania w świetle słonecznym lub zamarzania ciała stałego w cieniu.