Kuun etelänavalla sijaitseva Shackleton-kraatteri on ollut hieman arvoituksellinen, koska sen pysyvästi varjostettu sisustus on vaikeuttanut sen havaitsemista, mikä on sisällä. Mutta uusilla havainnoinneilla, joissa käytetään laserkorkeusmittaria Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) -avaruusaluksessa, tutkijaryhmä on olennaisesti valaistut kraatterin sisätilat laservalolla mittaamalla sen albedon tai luonnollisen heijastuskyvyn. Tutkijat havaitsivat, että kraatterin lattia on melko vaalea. Tämä havainto vastaa jään läsnäoloa. Itse asiassa jää voi muodostaa 22 prosenttia kraatterin pohjassa olevasta materiaalista, ja kraatterin seinämiin voi olla enemmän jäätä.
"Päätimme tutkia eläviä päivänvaloja tästä kraatterista", kertoi Maria Zuber Massachuesetts Institute of Technologystä, joka johtaa ryhmää tutkimaan Shackleton-kraatteria. "Uskomattoman havaintojen tiheyden perusteella pystyimme tekemään erittäin yksityiskohtaisen topografisen kartan."
Laserkorkeusmittarin havainnointia varten voidaan luoda korkeuskarttoja mittaamalla aika, joka kuluu laservalon palautumiseen alas Kuun pintaan ja takaisin instrumenttiin. Mitä kauemmin se kestää, sitä matalampi on maaston korkeus. Näitä mittauksia käyttämällä ryhmä kartoitti kraatterin lattian ja sen seinien kaltevuuden.
Ryhmä käytti yli viittä miljoonaa mittausta yksityiskohtaisen kartan luomiseen.
Kraaterin lattia oli suhteellisen vaalea, mutta Zuber ja hänen kollegansa huomauttivat, että sen seinät olivat vieläkin kirkkaampia. Löytö oli aluksi hämmentävää. Tutkijat olivat ajatelleet, että jos jään olisi missä tahansa kraatterissa, se olisi lattialla, johon suora auringonvalo ei tunkeudu. Shackleton-kraatterin yläseinämät valaistaan toisinaan, mikä voi haihtua kerääntyneen jään. Ryhmän tarjoama teoria palapelin selittämiseksi on, että ”kuunjäristykset” - meteoriittien aiheuttamat maanjäristykset tai maapallon gravitaatioveden aiheuttamat seismiset tärinät - ovat saattaneet aiheuttaa Shackletonin seinien roiskuvan vanhemmalta, tummemmalta pinnalta, paljastaen uudemman, kirkkaamman maaperän. Zuberin joukkueen erittäin korkearesoluutioinen kartta tarjoaa vahvoja todisteita jäästä kraatterin lattialla ja seinillä.
"Havaitulle kirkkaudelle voi olla useita selityksiä koko kraatterissa", Zuber sanoi. "Esimerkiksi uudempi materiaali saattaa paljastua seinää pitkin, kun taas jää voidaan sekoittaa sen lattiaan."
Etelämanner-tutkijan Ernest Shackletonin mukaan nimetty kraatteri on lähes 20 km (yli 12 mailia) leveä ja yli 3 km (2 mailin) syvä - suunnilleen yhtä syvä kuin Maan valtameret. Zuber kuvaili kraatterin sisustusta "erittäin karuksi ... siellä ei olisi helppoa indeksoida".
Hän lisäsi, että uusi topografinen kartta auttaa tutkijoita ymmärtämään kraatterien muodostumista ja tutkimaan muita kuun piirtämättömiä alueita.
"En koskaan pääse yli jännityksen, kun näen uuden maaston ensimmäistä kertaa", Zuber sanoi. ”Se on sellainen motivaatio, joka saa ihmiset tutkimaan aluksi. Tietenkin, emme ole vaarassa elämäämme, kuten varhaiset tutkijat tekivät, mutta moniin ihmisiin on mahtava henkilökohtainen sijoitus. "
Johns Hopkinsin yliopiston soveltuvan fysiikan laboratorion henkilökunnan tutkija Ben Bussey sanoi, että uudet todisteet jäästä Shackleton-kraatterissa voivat todellakin auttaa määrittelemään tulevien kuunoperaatioiden kulkua.
"Jää jää napa-alueilla on ollut eräänlainen arvoituksellinen asia jo jonkin aikaa ... Mielestäni tämä on toinen todiste jään mahdollisuudesta", Bussey sanoo. "Jotta vastaamme kysymykseen todella, meidän on lähetettävä kuunlaskuri, ja nämä tulokset auttavat meitä valitsemaan, mihin laskuri lähetetään."
Ja kaikille tutkijoille, Shackletonin kaltainen kraatteri, joka sijaitsee kuun navoilla, voi olla paras sijainti tukikohdalle, koska navat sisältävät voimien kannalta tarpeeksi pysyvän auringonvalon alueet ja jään sisältävät lähes pysyvän pimeyden alueet - molemmat jotka olisivat välttämättömiä resursseja kaikille kuun siirtokunnille.
Ryhmän tutkimus julkaistiin tänään lehdessä Nature.
Lähteet: MIT, NASA
Lyijykuvateksti: Korkeus (vasen) ja varjostettu (oikealla) kuva Shackletonista, halkaisijaltaan 21 km (halkaisija 12,5 mailia), pysyvästi varjostettu kraatteri kuun etelänavan vieressä. Kraatterin sisätilojen rakenne paljastettiin digitaalisella korkeusmallilla, joka on rakennettu yli viidestä miljoonasta korkeusmittauksesta Lunar Orbiter Laser Altimetristä. Luotto: NASA / Zuber, M.T. et ai., Nature, 2012
Toinen kuvan kuvateksti: Tämä on korkeuskartta Shackleton-kraatterista, joka on tehty käyttämällä LRO Lunar Orbiter Laser Altimeter -tietoja. Väärit värit osoittavat korkeuden, sininen alin ja punainen / valkoinen korkein. et ai., Nature, 2012
