خبرآنلاین/ این روزها این سؤال مطرح می‌شود که آیا می‌توان در طول شب و در زمان حضور ماه در آسمان، از نور بازتابی زمین برای کارکرد پنل‌های خورشیدی استفاده کرد؟

غزال زیاری: عکسی که از کره زمین در مدار ماه ثبت‌شده و از آن با عنوان "طلوع زمین" یاد می‌شود، یکی از مشهورترین تصاویری است که تاکنون از فضا به دست ما رسیده است.

در این میان و در شرایطی که همه به زیبایی این تصویر اذعان دارند، باید گفت که این عکس اطلاعات کمی درباره مقیاس یا روشنایی آن بخش از فضا به ما می‌دهد. اینجاست که این سؤال مطرح می‌شود که ماه برای فضانوردان مأموریت آپولو چقدر روشن به نظر می‌رسیده؟ و آیا ساکنان آینده ماه می‌توانند از نور آن بهره مفیدی ببرند؟

بحث‌های زیادی درباره درخشندگی سیارات از دید یکدیگر مطرح‌ می‌شود؛ ازجمله اینکه اگر از مریخ، کره زمین را نگاه کنیم، سیاره ما چقدر روشن به نظر می‌رسد. اما تمام این موارد در مقایسه با سلطه نوری یک سیاره بر آسمان قمر خودش کم‌نور به‌حساب می‌آیند.

فاکتورهای مهم در درخشندگی یک سیاره
درخشندگی یک سیاره یا قمر از مکانی دیگر به پنج عامل بستگی دارد: فاصله، اندازه جسم، فاصله آن از خورشید، سپیدایی (میزان بازتابش آن یا آلبدو) و اینکه چه بخشی از آن توسط خورشید روشن شده است.

فاصله ماه تا زمین، طبیعتاً برابر با فاصله زمین تا ماه است و فاصله هردوی آن‌ها از خورشید آن‌قدر مشابه است که می‌توان آن را نادیده گرفت. شعاع زمین ۳.۷ برابر شعاع ماه است؛ بنابراین سطح زمین ۱۳.۴ برابر بیشتر از ماه است. سپیدایی (ضریب بازتاب) ماه برابر با ۰.۱۳۶ و سپیدایی زمین ۰.۴۳۴ است، یعنی زمین ۳.۲ برابر بیشتر نور را بازتاب می‌دهد. البته این مقدار بسته به میزان پوشش ابر و اینکه ناظر رو به اقیانوس یا خشکی باشد، تا حدود زیادی متغیر است؛ اما به‌طور میانگین، با در نظر گرفتن تمام این عوامل، وقتی زمین به‌صورت تقریباً کامل (full Earth) از ماه دیده می‌شود، حدود ۴۳ برابر نوری که ماه کامل به زمین می‌تاباند را به ماه بازمی‌تاباند.

نور ماه در هنگام ابر ماه (supermoon) نسبت به مواقعی که ماه دورتر است روشن‌تر به نظر می‌رسد و همین مسئله در جهت عکس نیز صادق است. اما به‌طور کلی، روشنایی حاصل از نور ماه در زمین در بازه‌ای بین ۲ تا ۱۰ لوکس قرار دارد.

روشنایی ماه از دید زمین تحت تأثیر ابرها و اعوجاج جوی قرار می‌گیرد. فضانوردان ماه البته نگرانی چندانی از بابت جو ندارند، اما دید مستقیم به زمین نیز همیشه مقدور نیست؛ چرا که شیشه کلاه ایمنی لباس فضایی بخشی از نور را مسدود می‌کند. البته میزان دقیق این مسدودسازی مشخص نیست، هرچند که انتظار می‌رود تا در آینده لباس‌های فضایی دستخوش پیشرفت‌های زیادی شوند؛ پس شاید بهتر باشد تا این عوامل را خنثی‌شده در نظر بگیریم.

موضوع دیگر، میزان کامل بودن زمین از دید ماه است. از نیم‌کره نزدیک به زمین در سطح ماه، زمین همیشه در آسمان دیده می‌شود، اما دقیقاً مثل ماه برای ما ساکنان زمین، کره زمین نیز بسته به موقعیت خورشید، برای ناظران در ماه به اشکال "هلال" و "کامل" دیده می‌شود؛ نکته امیدوارکننده اینجاست که اگر در نقطه‌ای مرکزی از نیم‌کره نزدیک باشید، زمین در طول روز در ماه (که نور خورشید حضور دارد؛ یعنی زمانی که به نور آن نیازی نیست)، به‌صورت هلال نازک دیده می‌شود. اما در طول شب‌های بلند ماه، زمین همیشه حداقل به‌صورت نیمه‌کامل است.

مطالعه روی سطح ماه
فرض کنیم شما یک فضانورد هستید که دور از پایگاه قرار دارید و چراغ‌قوه‌تان از کار افتاده. ناگهان با جسمی روبه‌رو می‌شوید که نوشته‌ای روی آن وجود دارد (نگران نباشید، لزوماً یک بشقاب‌پرنده نیست و شاید یکی از لوح‌های یادبود مأموریت آپولو باشد). آیا می‌توانید این نوشته‌ها را با اتکا به نور زمین بخوانید؟

این موضوع به عواملی مثل وضوح و اندازه فونت بستگی دارد؛ اما در شرایط عادی برخی از افراد توانسته‌اند حتی با نور ماه کامل نیز چیزهایی را بخوانند که لزوماً تابلوهای بزرگ هم نبوده‌اند.

برای خواندن بیش از چند سطر از یک کتاب یا لوح، معمولاً نوری بیش از آنچه ماه فراهم می‌کند موردنیاز خواهد بود. حتی نور زمین نیز کمتر از مقداری است که اغلب افراد برای مطالعه آن را ترجیح دهند. به‌طورمعمول، برای مطالعه راحت، صدها لوکس نور توصیه می‌شود. بااین‌حال، با دید طبیعی و تمرکز کافی، احتمالاً می‌توانید پیام روی لوح را با نور زمین بخوانید، هرچند ممکن است چشمانتان کمی اذیت شود.

اما در مورد شارژ پنل‌های خورشیدی چطور؟ متأسفانه، در این رابطه خبر خوبی نداریم؛ چرا که باید زمین‌تاب را با نور خورشید و نه نور ماه، مقایسه کرد.

نور مستقیم خورشید ممکن است بیش از صدهزار لوکس باشد؛ هرچند در حالت معمول، کمی کمتر است. در یک روز ابری که بهترین پنل‌های خورشیدی فقط مقدار ناچیزی برق تولید می‌کنند، میزان نور حدود ۱۰۰ لوکس است و برای این میزان نور و برای اثبات امکان‌پذیری، شاید بتوان فقط طراحی کرد که بتوانند چراغ‌های یک درخت کریسمس را با کمتر از ۱۰ لوکس روشن کنند. اما به شکل واقع‌بینانه، اگر بخواهید یک پایگاه را در طول شب طولانی ماه باانرژی خورشیدی راه‌اندازی کنید، بهتر است باتری‌های عظیم داشته باشید یا به سراغ طراحی خطوط انتقال برق بسیار بلند بروید.

ضعف نور زمین همچنین توضیح می‌دهد که چرا بسیاری از دانشمندان نسبت به ادعاهایی که می‌گفتند همه‌گیری کووید-۱۹ بر دمای ماه تأثیر گذاشته، بسیار مشکوک بودند.