Miniaturowy przyrząd radarowy (min-RF) na pokładzie Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ujawnia kilka interesujących rzeczy na temat tego, jak topi się uderzenie wokół kraterów na Księżycu. Wiele wiadomo o kraterach i wyrzutach, ponieważ tworzą one tak spektakularne cechy na powierzchniach planet. Ale stop jest dość niewielkim składnikiem procesu uderzenia i dlatego nie jest tak łatwo obserwowany. Stosunkowo niewiele wiadomo zatem o stopach udarowych. Teraz nowe dane z przyrządu radarowego mini-RF pomagają wypełnić tę lukę wiedzy, a także oferują wgląd w przyszłe miejsca lądowania na Księżycu.
Radar jest aktywnym systemem teledetekcji, co oznacza, że przesyła sygnał, a następnie rejestruje to, co odbija się, dostarczając informacji o napotkanych powierzchniach. Jeśli transmitowany sygnał uderza w gładką powierzchnię, wówczas zwracany sygnał będzie miał kierunek polaryzacji przeciwny do tego, co został przesłany. Ale jeśli powierzchnia jest szorstka, sygnał może odbijać się więcej niż raz, zmieniając polaryzację za każdym razem, więc polaryzacja zwrócona będzie taka sama jak przesyłane sygnały. Kontrolując polaryzację przesyłanego sygnału i monitorując polaryzację zwracanych sygnałów, badacze mogą obliczyć stosunek polaryzacji kołowej o takim samym lub przeciwnym sensie, parametr zwany CPR. Gładkie powierzchnie będą miały niski CPR, podczas gdy szorstkie powierzchnie będą miały wysoki CPR.
Mini-RF nadaje w paśmie S radaru, przy długości fali 12,6 cm, a więc mówi nam o chropowatości powierzchni w skali 12,6 cm. Na przykład, piaszczysta plaża pokryta ziarnami piasku o wielkości około 1-2 mm (znacznie mniejszej niż transmitowana długość fali) wydaje się gładka dla Mini-RF (ma niskie wartości CPR). Ale plaża pokryta kamykami wielkości dłoni (mniej więcej wielkości transmitowanej długości fali) będzie wyglądać na szorstką (ma wysokie wartości CPR). Ważne jest, aby pamiętać, że tego rodzaju informacje nie są obecnie dostępne z naszych istniejących danych obrazu, które nawet w najlepszym przypadku mogą rozwiązać tylko rzeczy w skali 50 cm. Ponadto radar mini-RF może penetrować do 1 m pod powierzchnią, dostarczając również informacji o zakopanych powierzchniach.
Pracując z danymi mini-RF, dr Lynn Carter i zespół naukowców z NASA Goddard Space Flight Center, Johns Hopkins University oraz Lunar and Planetary Institute przyjrzeli się stopom uderzeniowym wokół różnych kraterów. Odkryli, że stawy i przepływy topienia uderzeniowego mają zwykle wartości RKO większe niż otaczające obszary nietopliwe. Oznacza to, że dane mini-RF mogą być wykorzystane do znalezienia i identyfikacji stopionych materiałów, w tym zakopanych! Na podstawie ograniczonej ankiety dr Carter i jej zespół odkryli, że stawy i przepływy topienia na Księżycu są bardziej powszechne na Księżycu niż wcześniej. Przy większej ilości pracy będą mogli lepiej skatalogować liczbę i wielkość topliwych stawów i przepływów wokół kraterów księżycowych, co pozwoli lepiej zrozumieć, ile stopu powstaje w wyniku uderzeń i jak się przemieszcza.
Dr Carter i jej zespół odkryli również, że w obrębie poszczególnych stawów lub przepływów stopu wartości szorstkości mogą się różnić. Szorstkie powierzchnie mogą przedstawiać gromadzenie się częściowo schłodzonej skorupy, gdy jest ona wypychana przez stopiony płyn pod nią. Takie grzbiety ciśnieniowe są widoczne w ziemskich przepływach lawy. Gładkie powierzchnie mogą przedstawiać topienia, które ostygły szybko, lub ostatnie stopienia, które dotarły do stawu (a więc nie podlegały wypychaniu przez większą ilość napływającego stopu). Ale nawet „gładkie” stopienia, które wydają się dość płaskie na zdjęciach, mają zwykle bardzo wysokie wartości CPR, co wskazuje, że w rzeczywistości są bardzo szorstkie. Prawdopodobnie jest wiele litych skał i wyrzucanych resztek (czegoś, czego nie widać na obecnie dostępnych zdjęciach) uwięzionych w stopionym materiale, aby uczynić je tak szorstkimi na taką skalę. Aby zrozumieć, jak może wyglądać ten rodzaj powierzchni, możemy rozważyć przepływy naziemne a (które w rzeczywistości są nieco mniej szorstkie niż topnienia Księżyca).
Ta praca ma ważne implikacje dla przyszłej eksploracji Księżyca. Wyobraź sobie, jak trudne byłoby lądowanie na powierzchni tak trudnej przy przepływie. Właśnie dlatego naukowcy zajmujący się selekcją miejsc bardzo ciężko pracują nad identyfikacją gładkich obszarów dla lądowania statku kosmicznego. Jeśli jednak powierzchnie, które wyglądają wyjątkowo gładko na zdjęciach wizualnych, są w rzeczywistości szorstkie jak płynąca woda, może to stanowić problem. Dane mini-RF mogą być pomocne w identyfikowaniu takich szorstkich regionów i eliminowaniu ich z rozważań.
Źródło: Wstępne obserwacje topnienia uderzeń księżyca i przepływów wyrzutowych za pomocą radaru Mini-RF, Carter i in., Journal of Geophysical Research V117, 2012, doi: 10.1029 / 2011JE003911.
