Een jaar geleden sloeg NASA met succes een gebruikte Centaur-raket in Cabeus Crater, een permanent schaduwrijk gebied op de maan zuidpool. Het "shepherding" LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) ruimtevaartuig volgde de hielen van het botslichaam en volgde de resulterende ejecta-wolk om te zien welke materialen zich in dit donkere, niet-bestudeerde gebied van de maan konden bevinden. Vandaag heeft het LCROSS-team de meest recente bevindingen van hun jaarlange analyse vrijgegeven, en hoofdonderzoeker Tony Colaprete vertelde Space Magazine dat LCROSS water en nog veel meer vond. "Het" veel meer "is eigenlijk net zo interessant als het water", zei hij, "maar de combinatie van water en de verschillende vluchtige stoffen die we zagen is nog interessanter - en raadselachtig."
De Centaur-raket van 2400 kg (5200 pond) creëerde een krater van ongeveer 25 tot 30 meter breed, en het LCROSS-team schat dat ergens tussen de 4.000 kg (8.818 pond) tot 6.000 kg (13.228 pond) puin uit de donkere krater werd geblazen en in het zonovergoten LCROSS-gezichtsveld. De impact creëerde zowel een lage hoek als een hoge hoek ejecta wolk. (Lees meer over de ongebruikelijke pluim in ons interview met LCROSS's Pete Schultz).
Het LCROSS-team kon een aanzienlijke hoeveelheid water meten en vond dit in verschillende vormen. 'We hebben het gemeten in waterdamp', zei Colaprete, 'en veel belangrijker in mijn gedachten, we hebben het gemeten in waterijs. IJs is erg belangrijk omdat het over bepaalde concentratieniveaus gaat. '
Met een combinatie van nabij-infrarood, ultraviolette en zichtbare spectrometers aan boord van het herdersruimtevaartuig, ontdekte LCROSS dat ongeveer 155 kilogram (342 pond) waterdamp en waterijs uit de krater werden geblazen en gedetecteerd door LCROSS. Daaruit schatten Colaprete en zijn team dat ongeveer 5,6 procent van de totale massa in de Cabeus-krater (plus of minus 2,9 procent) alleen aan waterijs kan worden toegeschreven.
Colaprete zei dat het vinden van ijs in concentraties - "blokken" ijs - uiterst belangrijk is. “Het betekent dat er een soort proces moet zijn waardoor het wordt verbeterd, verrijkt en geconcentreerd, zodat je een zogenaamde kritische cluster hebt die kiemvorming en kristallijne groei en condensatie van ijs mogelijk maakt. Dat datapunt is dus belangrijk, want nu moeten we die vraag stellen, hoe is het ijs geworden? ' hij zei.
Naast de waterdamp zag het LCROSS-team ook twee 'smaken' van hydroxyl. "We zagen er een die uitstraalde alsof het gewoon opgewonden was," zei Colaprete, "wat betekent dat deze OH uit granen afkomstig zou kunnen zijn - het zou de geadsorbeerde OH kunnen zijn die we zagen in de M Cubed-gegevens, zoals het werd vrijgegeven of bevrijd van een hete impact en in zicht komen. We zien ook een emissie van OH die snelle emissie wordt genoemd, wat uniek is voor de emissie die je krijgt als OH wordt gevormd door fotolyse. ”
Toen kwam het 'veel meer'. Tussen de LCROSS-instrumenten, de waarnemingen van de Lunar Reconnaissance Orbiter - en in het bijzonder het LAMP-instrument (Lyman Alpha Mapping Project) - was de meest voorkomende vluchtige in termen van totale massa koolmonoxide, daarna water, de waterstofsulfide. Vervolgens was er kooldioxide, zwaveldioxide, methaan, formaldehyde, misschien ethyleen, ammoniak en zelfs kwik en zilver.
"Er zijn dus verschillende soorten, en wat interessant is, is dat een aantal van die soorten veel voorkomt in water", zei Colaprete. "Dus de ammoniak en methaan hebben bijvoorbeeld concentraties in verhouding tot de totale watermassa die we zagen, vergelijkbaar met wat je zou zien in een komeet."
Colaprete zei dat ze koolmonoxide als meer voorkomend dan water zien en dat waterstofsulfide als een aanzienlijk deel van het totale water bestaat, suggereert een aanzienlijke hoeveelheid verwerking in de krater zelf.
'Er vindt waarschijnlijk chemie plaats op de korrels in de donkere krater', legde hij uit. 'Dat is interessant, want hoe krijg je chemie bij 40 tot 50 graden Kelvin zonder zonlicht? Wat is de energie - zijn het kosmische straling, protonen van zonnewind die hun weg banen, zijn het andere elektrische potentialen die geassocieerd worden met de donkere en lichte gebieden? We weten het niet. Dus dit is, nogmaals, een omstandigheid waarbij we een aantal gegevens hebben die niet helemaal logisch zijn, maar het komt wel overeen met bepaalde bevindingen elders, wat betekent dat het er in zekere mate komeet uitziet en lijkt op wat we in de kou zien graanprocessen in de interstellaire ruimte. '
Colaprete zei dat het vinden van veel van deze verbindingen een verrassing was, zoals koolmonoxide, kwik en vooral methaan en moleculaire waterstof. 'We hebben veel vragen vanwege het uiterlijk van deze soorten', zei hij.
Er waren ook verschillen in de overvloed van alle soorten in de loop van de tijd - de korte 4 minuten tijd dat ze de ejecta-wolk konden volgen voordat het herders-ruimtevaartuig zelf de maan beïnvloedde. 'We kunnen de vrijgave van de vluchtige stoffen als functie van de tijd eigenlijk de-convolueren als we de gegevens steeds beter bekijken', zei hij. “En dit is belangrijk omdat we kunnen relateren wat er vrijkwam bij de eerste inslag, wat er vrijkwam als korrels die in zonlicht waren gesublimeerd, en wat er uit de hete krater was“ gezweet ”. Dus dat is waar we nu zijn, het is niet alleen 'hey, we zagen water en we zagen een aanzienlijke hoeveelheid'. Maar als functie van de tijd komen er verschillende delen naar buiten en verschillende 'smaken' van water, dus we ontrafelen het tot in de kleinste details. Dat is belangrijk, omdat we nauwkeuriger moeten begrijpen waar we daadwerkelijk invloed op hebben uitgeoefend. Dat is echt waar we in geïnteresseerd zijn, wat zijn de omstandigheden waarin we zijn geraakt en hoe wordt het water in de donkere krater in de grond verdeeld. ”
De grote vraag is dus, hoe zijn al deze verschillende verbindingen daar terechtgekomen? Komeetinslagen lijken het beste antwoord te bieden, maar het kan ook groter zijn dan de vroege maan, de levering van zonnewind, een ander onbekend proces of een combinatie.
"We begrijpen het helemaal niet," zei Colaprete. “De analyse en de modellering staan echt in de kinderschoenen. Het is nog maar net begonnen, en nu hebben we eindelijk enkele gegevens van al deze verschillende missies om de modellen in te perken en ons in staat te stellen verder te gaan dan speculatie. '
LCROSS was een "add-on" -missie voor de LRO-lancering en de missie had verschillende onbekende factoren. Colaprete zei dat zijn grootste angst om in de impact en de resultaten te gaan, was dat ze geen gegevens zouden krijgen. "Ik was bang dat er iets zou gebeuren, er zou geen ejecta zijn, geen damp en we zouden gewoon in dit zwarte gat verdwijnen", bekende hij. 'En dat zou jammer zijn geweest, ook al zou het een datapunt zijn geweest en hadden we moeten bedenken hoe dat in hemelsnaam zou gebeuren.'
Maar ze kregen wel gegevens, en in een overvloed die - zoals elke succesvolle missie - meer vragen dan antwoorden biedt. 'Het was echt een verkenning', zei Colaprete. "We gingen ergens heen waar we absoluut nog nooit eerder waren geweest, een permanent beschaduwde krater in de polen van de Maan, dus we wisten dat we hierin zouden doordringen dat wat we gegevensgewijs terugkregen ons waarschijnlijk ons hoofd zou krabben."
Extra bron: Science
