Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) får den närmaste titten än på månen än från bana, vilket ger avgörande insikter för att förbereda för en möjlig återgång av människor till månens yta. "Det finns mycket naturlig skönhet på månen," sade Mike Wargo, NASA: s ledande månforskare, som talade vid American Geophysical Union-mötet på tisdag. "LRO samlar in data för att stödja en återgång till månen och studerar en mångfaldig och representativ uppsättning webbplatser valda på vetenskaplig, teknisk och resurspotential och representerar det stora utbudet av terrängar som finns på månen."
Forskare förklarade hur olika instrument på LRO returnerar överraskande data medan de hjälper forskare att kartlägga månen i otroliga detaljer och förstå månmiljön.
LROC, eller LRO-kameran, har nu kartlagt alla Apollo-landningsplatser och 50 platser som identifierades av NASA: s Constellation Program för att vara representativa för det stora utbudet av terrängar som finns på månen.
Några av de mest spännande bilderna går igenom platserna för mänsklighetens första turer utanför Jorden.
"Avbildning av landningsplatserna i Apollo har tjänat ett praktiskt syfte," sade Mark Robinson, LROC: s huvudutredare, "när vi använder dem i stället för stjärnor för att kalibrera LROC smala vinkelkameror. Dessutom är dessa bilder mycket roligare än stjärnor, eftersom vi får se var människor brukade gå. Det är också mycket mindre stress på rymdskeppet eftersom du inte behöver slå in och ut för att titta på stjärnorna. "
Eftersom platserna för Apollo-rymdskeppet och annan hårdvara som lämnats av astronauterna är kända för ungefär nio meter absolut noggrannhet, sa Robinson att de kan binda den smala vinkelkamerans geometriska och tidsinställda kalibrering till koordinaterna för Apollo Laser Ranging Retroreflectors och Apollo Lunar Surface Experiment paket. ”Denna grundsanning möjliggör mer exakta koordinater för praktiskt taget var som helst på månen. Forskare analyserar för närvarande ljusskillnader i ytmaterialet som rörs upp av Apollo-astronauterna och jämför dem med de lokala omgivningarna för att uppskatta ytmaterialets fysiska egenskaper. Sådana analyser kommer att ge kritisk information för tolkning av fjärranalysdata från LRO, såväl som från Indiens Chandrayaan-1 och Japans Kaguya-uppdrag. "
Robinson sade att jorden som komprimeras av Apollo-astronauterna och månen rovers är mörkare än ostörd jord. ”Att störa jorden förändrar ljusstyrkan med en faktor två,” sade han.
LRO: s Diviner-instrument har upptäckt att botten av polära kratrar i permanent skugga kan vara brutalt kallt. Midtvinters natttemperatur i de kallaste kratrarna i den nordpolära regionen sjunker ner till 26 Kelvin (416 under noll Fahrenheit, eller minus 249 grader Celsius). ”Det här är de kallaste temperaturerna som hittills har mätts var som helst i solsystemet. Du kanske måste resa till Kuiper Belt för att hitta temperaturer så låga ”sa David Paige, huvudutredare för Diviner Lunar Radiometer Experiment. ”De temperaturer vi observerar både dag och natt är tillräckligt kalla för att bevara vattenis under längre perioder, liksom ett brett utbud av föreningar som koldioxid och organiska molekyler. Det kan finnas alla typer av intressanta föreningar fångade där. ”
Paige noterade också att det visar sig att månen har säsonger. "Månen har en lutning på 1,54 grader, så på de flesta breddegrader är månsäsongerna knappast märkbara," sade han, "men i polära regioner finns det betydande variationer i skuggor och temperaturer på grund av denna lutning."
Det kosmiska strålteleskopet för effekterna av strålning, eller CRaTER, mäter mängden rymdstrålning vid månen för att bestämma skyddsnivån som krävs för astronauter under långa expeditioner på månen eller till andra solsystemdestinationer.
"Denna överraskande solminimum, eller tyst period för solen beträffande magnetisk aktivitet, har lett till den högsta nivån av rymdstrålning i form av galaktiska kosmiska strålar, eller GCR, flöden och doshastigheter under eran av utforskning av mänskliga rymden," sade Harlan Spence, huvudutredare för CRaTER-instrumentet. ”De sällsynta händelserna - kosmiska strålar med tillräckligt med energi för att slå igenom hela teleskopet - ses en gång per sekund, nästan två gånger högre än väntat. Kraterstrålningsmätningar som gjorts under detta unika solskyddsminimum kommer att hjälpa oss att utforma säkra skyddsrum för astronauter. ”
GCR: er är elektriskt laddade partiklar - elektroner och atomkärnor - som rör sig nästan med ljusets hastighet in i solsystemet. Magnetfält som transporteras av solvinden avleder många GCR innan de närmar sig det inre solsystemet. Solen befinner sig dock i en ovanligt lång och djup tyst period, och de interplanetära magnetfälten och solvindtrycket är det lägsta som ännu uppmätts, vilket möjliggör ett enastående tillströmning av GCR.
Forskare förväntade sig att nivån på GCR-värden skulle sjunka när LRO kom närmare månen för sin kartläggningsbana. Detta beror på att GCR: er kommer från alla håll i djupa rymden, men månen fungerar som en sköld, och blockerar partiklarna bakom den över hälften av himlen i nära månens närhet.
"Men förvånansvärt, när vi kom närmare ytan, inträffade mängden strålningsminskning inte så snabbt som förutsagt," sade Spence. ”Skillnaden är att månen är en källa till sekundär strålning. Detta beror sannolikt på interaktioner mellan de galaktiska kosmiska strålarna och månens yta. De primära GCR: erna producerar sekundär strålning genom att spränga atomer i månens ytmaterial; månens yta blir då en betydande sekundär källa till partiklar, och den resulterande strålningsdosen blir därmed 30-40 procent högre än väntat. "
Men Spence sa att mängden strålning inte borde vara en showstopper, såvitt avser framtida mänskliga uppdrag till månen. Mängden strålning, även på det högsta, är jämförbar med USA: s årliga exponeringsgränser för personer med yrkesmässig exponering som röntgentekniker eller uran gruvarbetare.
Teamet vill också se hur strålningsmiljön på månen ser ut under en aktiv solcykel - men de kanske måste vänta ett tag.
"Vi är angelägna om att se en stor solsignalljus, så vi kan utvärdera farorna från solgenererade kosmiska strålar, men vi kommer förmodligen att behöva vänta ett par år tills solen vaknar," sade Spence.
Wargo sade att LRO-resultaten konstaterar vikten av att engagera det vetenskapliga samhället för utforskning. ”Arbetet som utförs inom heliofysikområden är viktigt för att skydda astronauterna,” sade han, ”liksom för att kunna modellera solens aktivitet och generationer av energiska solpartiklar. En av de "heliga gralarna" skulle vara att kunna förutsäga solens aktiviteter och kunna ge ett "helt klart" hur många dagar när astronauter kan vara på en EVA och hur stor sannolikhet att solenergiska partiklar släpps ut från Sol. Det arbete vi gör för att möjliggöra utforskning hjälper vår vetenskapliga förståelse. ”
LRO förväntas ge mer data om månen än alla tidigare orbitaluppdrag tillsammans.
Källa: AGU Presskonferens, pressmeddelande
