Radar jest używany od lat 60. XX wieku do mapowania powierzchni Księżyca, ale do niedawna trudno było dobrze przyjrzeć się biegunom Księżyca. W 2009 r. Przyrząd radarowy Mini-SAR na statku kosmicznym Chandrayaan-1 był w stanie zmapować ponad 95% obu biegunów przy rozdzielczości radaru 150 metrów, a teraz przyrząd Mini-RF na Księżycowym Orbicie Rozpoznawczym - który ma 10 razy więcej rozdzielczość Mini-SAR - jest mniej więcej w połowie pierwszej kampanii mapowania biegunów w wysokiej rozdzielczości. Oba instrumenty ujawniają, że w trwale zacienionych kraterach na biegunach są prawdopodobnie ogromne ilości wody, przy ponad 600 milionach ton na samym biegunie północnym. „Gdyby zamieniono je w paliwo rakietowe, wystarczyłoby wystrzelić równowartość jednego promu kosmicznego dziennie przez ponad 2000 lat” - powiedział Paul Spudis, główny badacz Mini-SAR, przemawiając na dorocznym Forum Księżycowym w Ames Centrum badawcze w lipcu.
Zarówno Spudis, jak i Ben Bussey, główny badacz mini-RF LRO udostępnili zdjęcia z ich odpowiednich instrumentów na Forum, podkreślając kratery polarne, które wykazują niezwykłe właściwości radarowe zgodne z obecnością lodu.
Znaleźli ponad 40 kraterów na biegunie północnym Księżyca, które wykazują te właściwości.
Oba instrumenty dostarczają detali wnętrza cieniowanych kraterów, których nie można zobaczyć w świetle widzialnym. W szczególności pomiar zwany kołowym współczynnikiem polaryzacji (CPR) pokazuje charakterystykę ech radarowych, które dają wskazówki co do charakteru materiałów powierzchniowych w ciemnych obszarach. Instrumenty wysyłają impulsy fal radiowych spolaryzowanych w lewo, aby zmierzyć chropowatość powierzchni Księżyca. Podczas gdy gładkie powierzchnie wysyłają odwróconą falę spolaryzowaną w prawo, szorstkie obszary zwracają fale spolaryzowane w lewo. Lód, który jest przezroczysty dla fal radiowych, również wysyła fale spolaryzowane w lewo. Przyrządy mierzą stosunek odesłanej zwrotnej mocy spolaryzowanej kołowo od lewej do prawej, czyli CPR.
Niewiele miejsc - nawet w naszym Układzie Słonecznym - ma CPR większy niż 1, ale takie miejsca mają grube pokłady lodu, takie jak marsjańskie czapy polarne lub lodowe satelity Galilejskie. Są one również widoczne w szorstkiej, skalistej wyrzutni wokół świeżych, młodych kraterów, ale tam naukowcy obserwują również wysokie CPR poza obrzeżem krateru, jak na tym zdjęciu, poniżej głównego krateru L na Księżycu.
Większość Księżyca ma niskie CPR, ale dziesiątki anomalnych kraterów na biegunie północnym, takich jak mały krater o długości 8 km w większym kraterze Rozhdestvensky, miał wysokie CPR wewnątrz, a niskie CPR na felgach. Sugeruje to, że jakiś materiał w kraterach, zamiast szorstkości powierzchni, spowodował wysoki sygnał RKO.
„Geologicznie nie spodziewamy się, że szorstkie, świeże powierzchnie będą obecne wewnątrz krawędzi krateru, ale nie będą na zewnątrz” - powiedział Spudis. „Potwierdza to, że wysokie CPR w tych anomalnych kraterach nie jest spowodowane chropowatością powierzchni, i interpretujemy to jako obecność lodu wodnego w tych kraterach.”
Ponadto lód musiałby mieć kilka metrów grubości, aby uzyskać ten podpis. „Aby zobaczyć ten podwyższony efekt RKO, lód musi mieć grubość rzędu dziesiątek długości fal zastosowanego radaru” - powiedział. „Nasza długość fali radaru wynosi 12,6 cm, dlatego uważamy, że lód musi mieć co najmniej dwa metry grubości i względnie czysty.”
Najnowsze obrazy Mini-SAR (górne zdjęcie) z LRO potwierdzają dane Chandrayaan-1 z jeszcze lepszą rozdzielczością. Mini-RF, powiedział Bussey, jest odpowiednikiem kombinacji Arecibo Observatory i teleskopu Greenbank Radio w patrzeniu na Księżyc. „Nasza kampania polarna będzie odwzorowywana od biegunów do 70 stopni i do tej pory jesteśmy bardzo zadowoleni z zasięgu i jakości danych”, powiedział Bussey.
Spudis powiedział, że widzą mniej anamoliczne kratery na biegunie południowym Księżyca, ale zarówno on, jak i Bussey nie mogą się doczekać porównania więcej danych między dwoma instrumentami radarowymi, aby dowiedzieć się więcej o trwale zacienionych kraterach na Księżycu.
Ponadto inne instrumenty w LRO zapewnią wgląd w skład tych anomalnych kraterów.
Aby uzyskać więcej informacji, zobacz te strony internetowe NASA:
Radar NASA znajduje osady lodu na biegunie północnym Księżyca
Fajne spojrzenie na krater księżycowy
