Buzz
Trái Đất sẽ sáng đến mức nào nếu bạn đứng trên bề mặt Mặt Trăng và nhìn về phía nó? Liệu ánh sáng đó có đủ để đọc sách, sạc pin hoặc làm các công việc khác cần ánh sáng không?
Khi các phi hành gia Apollo chụp được bức ảnh "Earthrise" – Trái Đất hiện lên từ đường chân trời Mặt Trăng – nhân loại đã chứng kiến một trong những bức ảnh mang tính biểu tượng nhất trong lịch sử khám phá không gian. Mặc dù bức ảnh này rất đẹp và đầy cảm xúc, nhưng nó không cho chúng ta biết nhiều về độ sáng thực sự của Trái Đất khi nhìn từ Mặt Trăng.
Trái Đất sẽ sáng đến mức nào khi nhìn từ bề mặt Mặt Trăng? Liệu ánh sáng này có đủ để thực hiện các công việc cần ánh sáng như đọc sách hay sạc pin không?
Độ sáng của một hành tinh hoặc vệ tinh khi nhìn từ một thiên thể khác phụ thuộc vào năm yếu tố chính: khoảng cách giữa hai vật thể, kích thước của vật thể được quan sát, khoảng cách của nó đến Mặt Trời, độ phản chiếu bề mặt (albedo) và phần diện tích được Mặt Trời chiếu sáng.
Trong trường hợp Trái Đất và Mặt Trăng, hai yếu tố đầu tiên – khoảng cách giữa chúng và khoảng cách tới Mặt Trời – có thể không cần xét đến vì gần như tương đương. Điều quan trọng là Trái Đất có bán kính lớn gấp 3,7 lần Mặt Trăng, nghĩa là diện tích bề mặt của Trái Đất lớn hơn 13,4 lần.
Độ phản chiếu trung bình của Trái Đất là 0,434, cao hơn rất nhiều so với 0,136 của Mặt Trăng. Nếu nhân hai yếu tố này, Trái Đất phản chiếu ánh sáng về phía Mặt Trăng mạnh gấp 43 lần so với ánh trăng chiếu xuống Trái Đất khi trăng tròn.
Ánh sáng từ Mặt Trăng khi tròn có cường độ dao động từ 0,3 đến 1 lux, và có thể lên tới từ 2 đến 10 lux trong các lần siêu trăng. Vì thế, ánh sáng từ Trái Đất khi nhìn từ Mặt Trăng vào những đêm Trái Đất tròn sẽ mạnh hơn rất nhiều, có thể đạt tới vài chục lux hoặc hơn.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng độ phản chiếu của Trái Đất không cố định mà thay đổi tùy thuộc vào mây bao phủ, tỷ lệ lục địa và đại dương hướng về Mặt Trăng, cùng với các giai đoạn "tròn" hay "khuyết" của Trái Đất khi quan sát từ Mặt Trăng. Tuy vậy, vào hầu hết các đêm dài trên Mặt Trăng, Trái Đất vẫn sẽ cung cấp một nguồn sáng ổn định hơn ánh trăng mà chúng ta biết.
Nếu một phi hành gia vô tình lạc giữa đêm dài trên Mặt Trăng và đèn pin của họ hết pin, liệu họ có thể đọc được một tấm bảng hay chữ khắc nào đó dưới ánh sáng từ Trái Đất? Câu trả lời là: có thể, nhưng không dễ dàng.
Ánh sáng từ Trái Đất đủ mạnh để nhìn thấy những vật thể lớn hoặc đọc được chữ khắc trên các tấm bảng như những gì chương trình Apollo đã để lại, đặc biệt khi chữ rõ và lớn. Một số người trên Trái Đất cũng từng đọc sách dưới ánh trăng tròn, dù điều đó không hề dễ chịu.
Trong điều kiện lý tưởng và với thị lực bình thường, một phi hành gia hoàn toàn có thể đọc được một đoạn văn ngắn dưới ánh sáng từ Trái Đất, dù có thể sẽ phải căng mắt. Tuy nhiên, để đọc một cuốn sách hoặc văn bản dài với sự thoải mái, sẽ cần ít nhất hàng trăm lux – một mức ánh sáng mà "địa quang" (ánh sáng từ Trái Đất chiếu lên Mặt Trăng) không thể cung cấp.
Với việc sạc năng lượng bằng tấm pin mặt trời, khả năng này gần như là không thể. Ánh sáng trực tiếp từ Mặt Trời có cường độ trên 100.000 lux. Ngay cả vào những ngày âm u nhất trên Trái Đất, ánh sáng vẫn đạt khoảng 100 lux, tương đương hoặc cao hơn nhiều so với ánh sáng từ Trái Đất chiếu lên Mặt Trăng.
Mặc dù về lý thuyết, ta có thể chế tạo các tấm pin đủ nhạy để phát sáng một bóng đèn Giáng sinh dưới ánh sáng vài lux, nhưng thực tế để vận hành các hệ thống thiết yếu sẽ cần đến pin dự trữ lớn hoặc hệ thống truyền tải điện từ nơi có ánh sáng. Vì vậy, bất kỳ căn cứ nào trên Mặt Trăng nếu muốn sống sót qua đêm dài tới 14 ngày Trái Đất sẽ phải phụ thuộc vào giải pháp năng lượng lưu trữ hoặc truyền tải, chứ không thể trông chờ vào "địa quang".
Dù vậy, ánh sáng từ Trái Đất vẫn là một lợi thế quan trọng về mặt định hướng và cảm xúc. Từ bề mặt gần của Mặt Trăng, nơi các căn cứ tương lai có thể được xây dựng, Trái Đất luôn hiện diện trên bầu trời, bất kể đang ở giai đoạn khuyết hay tròn.
