Indyjska organizacja kosmiczna ISRO wypuściła Chandrayaan 2 na Księżyc w ubiegłym roku w lipcu. Podczas gdy lądownik Vikram rozbił się na powierzchni Księżyca 7 września, orbiter Chandrayaan 2 nadal krąży po Księżycu.
Na orbicie Chandrayaan 2 znajduje się szeroki zestaw instrumentów do mapowania Księżyca, a teraz mamy podgląd z wysłanych danych.
Naukowcy z ISRO przedłożyli szereg wstępnych wyników z instrumentów mapujących orbitera, aby zaprezentować je na flagowym 51. Konferencji Nauk Księżycowych i Planetarnych w marcu. Jest to coroczna konferencja organizowana w Stanach Zjednoczonych, w której ponad 2000 planetologów i studentów z całego świata bierze udział i prezentuje swoje najnowsze prace. Jednak z powodu obaw związanych z nowym koronawirusem konferencja została odwołana.
Widząc krater w ciemności
Orbiter Chandrayaan 2 ma kamerę optyczną zwaną Orbiter High-Resolution Camera (OHRC), która rejestruje szczegółowe obrazy Księżyca. OHRC może robić zdjęcia w najlepszej rozdzielczości 0,25 metra / piksel, pokonując NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) najlepiej w odległości 0,5 metra / piksel.
W październiku już widzieliśmy, jak OHRC napina mięśnie, wysyłając zdjęcia, w których głazy o wielkości mniejszej niż 1 metr były wyraźnie widoczne. A teraz OHRC zademonstrował obrazowanie obszaru, który nie jest bezpośrednio oświetlony światłem słonecznym! Uchwycił obraz dna krateru w cieniu, widząc padające na niego przyćmione światło, które odbiło się od krawędzi krateru!
Idąc dalej, ta funkcja zostanie wykorzystana do zobrazowania wnętrz kraterów na biegunach księżycowych, gdzie światło słoneczne nigdy nie dociera. Odwzorowanie terenu kraterów polarnych jest ważne, ponieważ uważa się, że przyszłe siedliska księżycowe stacjonują w ich pobliżu, transportując wodę i inne zasoby z ich wnętrza.
Mapy 3D o najwyższej rozdzielczości
Kamera mapowania terenu (TMC 2) na pokładzie Chandrayaan 2 to kamera stereo, co oznacza, że może przechwytywać obrazy 3D. Robi to, obrazując tę samą stronę pod trzema różnymi kątami, podobnymi do LRO NASA, z którego zbudowany jest obraz 3D.
TMC 2 przesłał zdjęcia wykonane z odległości 100 km nad powierzchnią Księżyca, a generowane z nich widoki 3D wyglądają świetnie. Oto jeden z kraterów i pomarszczony grzbiet, ten ostatni jest cechą tektoniczną.
Takie obrazy są bardzo przydatne do zrozumienia, w jaki sposób kształtują się cechy księżyca i uzyskują ich kształt. Na przykład obraz 3D może pomóc w skonstruowaniu dokładnego obrazu geometrii uderzenia, które utworzyło krater.
Z czasem Chandrayaan 2 zapewni najwyższą rozdzielczość obrazów 3D całego Księżyca, przy czym najlepsza rozdzielczość to 5 metrów / piksel.
Wzmocnione oczy w podczerwieni
Spektrometr obrazowania w podczerwieni (IIRS) na Chandrayaan 2 jest następcą słynnego instrumentu Moon Mineralogical Mapper (M3) na pokładzie Chandrayaan 1.
Instrument M3, który został wniesiony przez NASA, został publicznie doceniony za doskonałe możliwości mapowania minerałów i wykrywania wody na Księżycu. Noah Petro, Project Scientist dla LRO, ostatnio zauważył na Twitterze:
„10 lat temu zakończyła się Chandrayaan-1. Miałem szczęście być małą częścią tej misji. Instrument M3 pozwolił nam zrobić duży krok naprzód w nauce składu naszego 8 kontynentu! ”
- Noah Petro, Project Scientist dla LRO, na Twitterze.
Zarówno IIRS, jak i M3 wykrywają odbite światło słoneczne z powierzchni Księżyca. Naukowcy identyfikują minerały na powierzchni na podstawie wzorów tych odbić. IIRS może pochwalić się prawie dwukrotnie większą czułością M3 w świetle podczerwonym, a wstępne wyniki wykazują ten efekt. Oto zdjęcia krateru Glaubera widzianego odpowiednio przez IIRS i M3.
Dzięki M3 naukowcy wiedzą teraz, że gleba księżycowa zawiera śladowe ilości wody i cząsteczek hydroksylu nawet w regionach niepolarnych. IIRS na pokładzie Chandrayaan 2 odwzoruje stężenia wody w glebie księżycowej z lepszą czułością. Długoterminowe obserwacje Chandrayaan 2 mają na celu ustalenie, jak zmienia się zawartość wody w glebie księżycowej w odpowiedzi na środowisko księżycowe, tj. Jak wygląda cykl wodny księżyca.
Zauważ, że to wszystko jest jeszcze mniej wody niż najsuchsze pustynie na Ziemi. Jednak na biegunach księżycowych znajduje się znacznie więcej wody. I tu właśnie pojawia się radar Chandrayaan 2.
Obliczanie ilości wody na Księżycu
Radar z podwójną częstotliwością syntetycznej apertury (DFSAR) na pokładzie orbitera Chandrayaan 2 jest następcą miniaturowego radaru z syntetyczną aperturą (Mini-SAR) na Chandrayaan 1. DFSAR penetruje powierzchnię Księżyca dwa razy głębiej niż Mini-SAR. Mało tego, DFSAR ma również wyższą rozdzielczość niż radar na pokładzie LRO o nazwie Mini-RF. Wstępne wyniki pokazują to samo, porównując obraz regionu radaru DFSAR z Mini-RF.
Z większą głębokością penetracji i wyższą rozdzielczością niż jakikolwiek wcześniejszy instrument, orbiter Chandrayaan 2 jest w trakcie odpowiedniego obliczania ilości wody uwięzionej pod trwale ciemnymi podłogami krateru na biegunach Księżyca. Obecne szacunki oparte na wcześniejszych obserwacjach sugerują, że na biegunach Księżyca znajduje się ponad 600 miliardów kg lodu wodnego, co odpowiada co najmniej 240 000 basenów olimpijskich.
Co dalej?
Społeczności zajmujące się naukami i eksploracją Księżyca zgadzają się, że możemy wykorzystać lód wodny na biegunach Księżyca, aby zasilić przyszłe siedliska Księżyca. Wykorzystując energię słoneczną wytwarzaną przez siedliska, możemy również podzielić lód wodny na wodór i tlen, aby wykorzystać je jako paliwo rakietowe.
Ale zanim zaplanujemy siedliska na biegunach Księżyca, musimy dowiedzieć się więcej o naturze lodu wodnego w tych regionach i o tym, jak uzyskać do nich dostęp w zależności od ich terenu. Wstępne wyniki z Chandrayaan 2 wyraźnie pokazują obietnicę mapera o najwyższej rozdzielczości, jaki kiedykolwiek wysłano na Księżyc. ISRO oświadczyło, że Chandrayaan 2 będzie krążył wokół Księżyca przez siedem lat i że powinien to być wystarczający czas na pełne odwzorowanie i ilościowe oznaczenie wody i jej regionów gospodarzy na Księżycu.
Misje powierzchniowe, które eksplorują te trwale zacienione regiony, takie jak nadchodzący łazik VIPER NASA, to kolejny logiczny krok w kierunku zrównoważonych siedlisk na Księżycu. Gdy opracowujemy technologie, które dotykają lodu wodnego na Księżycu, możemy skolonizować nie tylko naszego niebiańskiego sąsiada, ale Układ Słoneczny. Powinniśmy się cieszyć, że nasz Księżyc ma dużo wody; nie możemy wiecznie wyciągać wszystkiego z ziemskiej studni grawitacyjnej.
