Krater Shackleton na biegunie południowym Księżyca był nieco zagadką, ponieważ jego trwale zacienione wnętrze utrudniło wykrycie tego, co jest w środku. Ale dzięki nowym obserwacjom z wykorzystaniem wysokościomierza laserowego na statku kosmicznym Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) zespół naukowców zasadniczo oświetlił wnętrze krateru światłem laserowym, mierząc jego albedo lub naturalny współczynnik odbicia. Naukowcy odkryli, że dno krateru jest dość jasne, obserwacja zgodna z obecnością lodu. W rzeczywistości lód może stanowić 22 procent materiału na dnie krateru, z możliwym większą ilością lodu osadzonego w ścianach krateru.
„Zdecydowaliśmy, że będziemy badać żywe światło dzienne poza tym kraterem” - powiedziała Maria Zuber z Massachuesetts Institute of Technology, który kieruje zespołem badającym krater Shackleton. „Z niewiarygodnej gęstości obserwacji udało nam się stworzyć niezwykle szczegółową mapę topograficzną”.
W przypadku obserwacji z wysokościomierzem laserowym mapy wysokości można tworzyć, mierząc czas, w którym światło lasera odbija się od powierzchni Księżyca i wraca do instrumentu. Im dłużej to trwa, tym niższa wysokość terenu. Korzystając z tych pomiarów, grupa odwzorowała podłogę krateru i nachylenie jego ścian.
Zespół wykorzystał ponad 5 milionów pomiarów do stworzenia szczegółowej mapy.
Podczas gdy podłoga krateru była stosunkowo jasna, Zuber i jej koledzy zauważyli, że jej ściany były jeszcze jaśniejsze. Odkrycie było początkowo zagadkowe. Naukowcy sądzili, że gdyby lód był gdziekolwiek w kraterze, znajdowałby się na podłodze, gdzie nie przenikałoby bezpośrednie światło słoneczne. Górne ściany krateru Shackleton są czasami oświetlone, co może spowodować odparowanie gromadzącego się lodu. Teoria zaproponowana przez zespół w celu wyjaśnienia zagadki mówi, że „trzęsienia księżyca” - wstrząsy sejsmiczne wywołane uderzeniami meteorytów lub przypływami grawitacyjnymi z Ziemi - mogły spowodować, że ściany Shackletona ześlizgnęły się ze starszej, ciemniejszej gleby, odsłaniając pod nią nowszą, jaśniejszą glebę. Mapa ultra-wysokiej rozdzielczości zespołu Zubera dostarcza mocnych dowodów na obecność lodu zarówno na dnie krateru, jak i na ścianach.
„Może istnieć wiele wyjaśnień obserwowanej jasności w całym kraterze”, powiedział Zuber. „Na przykład nowszy materiał może być odsłonięty wzdłuż ścian, podczas gdy lód może zostać zmieszany z podłogą.”
Krater, nazwany na cześć odkrywcy Antarktydy, Ernesta Shackletona, ma prawie 20 km szerokości (ponad 12 mil) i głębokość ponad 3 km (2 mil) - mniej więcej tyle, co oceany Ziemi. Zuber opisał wnętrze krateru jako „wyjątkowo wytrzymałe… Nie byłoby łatwo się tam czołgać”.
Dodała, że nowa mapa topograficzna pomoże badaczom zrozumieć powstawanie krateru i zbadać inne niezbadane obszary Księżyca.
„Nigdy nie przeżyję dreszczyku emocji, kiedy pierwszy raz zobaczę nowy teren” - powiedział Zuber. „Taka motywacja powoduje, że ludzie zaczynają odkrywać. Oczywiście nie ryzykujemy życia tak, jak robili to pierwsi odkrywcy, ale dla wielu osób jest to wielka osobista inwestycja ”.
Ben Bussey, pracownik naukowy z Applied Physics Laboratory Johns Johns Hopkins University, powiedział, że nowe dowody na obecność lodu w kraterze Shackleton mogą rzeczywiście pomóc w ustaleniu kursu przyszłych misji księżycowych.
„Lód w regionach polarnych był od pewnego czasu zagadką… Myślę, że to kolejny dowód na możliwość występowania lodu”, mówi Bussey. „Aby naprawdę odpowiedzieć na pytanie, będziemy musieli wysłać lądownik księżycowy, a te wyniki pomogą nam wybrać, gdzie wysłać lądownik”.
Dla każdego odkrywcy ludzi krater, taki jak Shackleton, na biegunach księżycowych może być najlepszym miejscem na bazę, ponieważ bieguny zawierają regiony prawie stałego światła słonecznego potrzebnego do zasilania oraz regiony prawie stałej ciemności zawierające lód - oba które byłyby niezbędnymi zasobami dla każdej kolonii księżycowej.
Badania zespołu zostały opublikowane dzisiaj w czasopiśmie Nature.
Źródła: MIT, NASA
Ołówek podpis obrazu: Wzniesienie (po lewej) i zacieniony relief (po prawej) Shackleton, 21-kilometrowej średnicy (12,5-mili średnicy) trwale zasłoniętego krateru przylegającego do południowego bieguna Księżyca. Struktura wnętrza krateru została ujawniona przez cyfrowy model elewacji skonstruowany z ponad 5 milionów pomiarów wysokości z wysokościomierza laserowego z księżycowego orbity. Źródło: NASA / Zuber, M.T. i wsp., Nature, 2012
Drugi podpis obrazu: To jest mapa wysokości krateru Shackleton wykonana przy użyciu danych z wysokościomierza Lunarnego Orbiter Laserowego LRO. Fałszywe kolory wskazują wysokość, z niebieskim najniższym i czerwonym / białym najwyższym. i wsp., Nature, 2012
