För ett år sedan slängde NASA framgångsrikt en tillbringad Centaur-raket in i Cabeus-krateret, ett permanent skuggat område vid månens södra pol. Rymdskeppet "Shepherding" LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) följde nära på höjden på kollisionen och övervakade det resulterande ejecta-molnet för att se vilka material som kunde hittas i denna mörka, studerade region i månen. Idag släppte LCROSS-teamet de senaste resultaten från sin årslånga analys, och huvudutredaren Tony Colaprete berättade för Space Magazine att LCROSS hittade vatten och mycket, mycket mer. "Mycket mer" är faktiskt lika intressant som vattnet, "sade han," men kombinationen av vatten och de olika flyktiga ämnena som vi såg är ännu mer intressant - och förbryllande. "
Centaur-raket på 2400 kg (5200 pund) skapade en krater på cirka 25 till 30 meter bred, och LCROSS-teamet uppskattar att någonstans mellan 4000 kilogram (8 818 pund) till 6 000 kilo (13 228 pund) skräp sprängdes ur den mörka krateret och in i det solbelysta LCROSS synfältet. Påverkan skapade både en låg vinkel och en hög vinkel ejecta moln. (Läs mer om den ovanliga plymen i vår intervju med LCROSS: s Pete Schultz).
LCROSS-teamet kunde mäta en betydande mängd vatten och fann det i flera former. "Vi mätte den i vattenånga," sa Colaprete, "och mycket viktigare i mitt sinne, mätte vi det i vattenis. Is är verkligen viktigt eftersom det talar om vissa koncentrationsnivåer. ”
Med en kombination av nära-infraröd, ultraviolett och synliga spektrometrar ombord på den hyrde rymdskeppet, fann LCROSS cirka 155 kilogram vattenånga och vattenis blåste ut ur krater och detekterades av LCROSS. Från det uppskattar Colaprete och hans team att cirka 5,6 procent av den totala massan inuti Cabeus-krateret (plus eller minus 2,9 procent) kunde tillskrivas ensam vatten.
Colaprete sa att hitta is i koncentrationer - ”block” av is - är oerhört viktigt. ”Det betyder att det måste finnas någon form av process genom vilken den förbättras, berikas och koncentreras så att man har det som kallas ett kritiskt kluster som möjliggör bakteriebildning och kristallin tillväxt och kondensation av is. Så den datapunkten är viktig för nu måste vi ställa den frågan, hur blev det till is? ” han sa.
I med vattenångan såg LCROSS-teamet också två 'smaker' av hydroxyl. "Vi såg en som sände ut som om den bara var upphetsad," sa Colaprete, "vilket innebär att denna OH kunde ha kommit från korn - det kan vara det adsorberade OH som vi såg i M Cubed-uppgifterna, när det släpptes eller befriad från en het inverkan och kommer upp i sikten. Vi ser också ett utsläpp från OH som kallas snabb utsläpp, vilket är unikt för den utsläpp man får när OH bildas genom fotolys. ”
Sedan kom "mycket mer." Mellan LCROSS-instrumenten, Lunar Reconnaissance Orbiters observationer - och i synnerhet LAMP-instrumentet (Lyman Alpha Mapping Project) - det mest rikliga flyktiga i termer av total massa var kolmonoxid, då var vatten, vätesulfid. Sedan var koldioxid, svaveldioxid, metan, formaldehyd, kanske eten, ammoniak och till och med kvicksilver och silver.
"Så det finns en mängd olika arter, och det som är intressant är att ett antal av dessa arter är vanliga för vatten," sa Colaprete. "Så till exempel är ammoniak och metan i koncentrationer i förhållande till den totala vattenmassan vi såg, liknande det du skulle se i en komet."
Colaprete sa att det faktum att de ser kolmonoxid som mer riklig än vatten och att vätesulfid existerar som en betydande del av det totala vattnet, antyder en betydande mängd bearbetning i själva krateret.
"Det finns troligtvis kemi på kornen i den mörka kratern," förklarade han. ”Det är intressant eftersom hur får man kemi på 40 till 50 grader Kelvin utan solljus? Vad är energin - är det kosmiska strålar, solvindprotoner som arbetar sig in, är det andra elektriska potentialer förknippade med de mörka och ljusa regionerna? Vi vet inte. Så detta är, återigen, en omständighet där vi har vissa data som inte är helt meningsfulla, men det stämmer överens med vissa fynd någon annanstans, vilket innebär att det i viss utsträckning ser ut ekonomiskt och ser ut som vi ser i kallt spannmålsprocesser i interstellarutrymme. ”
Colaprete sa att att hitta många av dessa föreningar kom som en överraskning, såsom kolmonoxid, kvicksilver, och särskilt metan och molekylärt väte. "Vi har många frågor på grund av utseendet på dessa arter," sade han.
Det fanns också skillnader i överflödet av alla arter under tiden - de korta fyra minuterna då de kunde övervaka ejecta-molnet innan det schäferande rymdskeppet själv påverkade månen. "Vi kan faktiskt de-konvolvera, om du vill, frigörandet av de flyktiga som en funktion av tiden när vi tittar mer och närmare på uppgifterna," sade han. "Och detta är viktigt eftersom vi kan berätta vad som släpptes vid den första inverkan, vad som släpptes som korn sublimerade i solljus och vad som" svettades ut "från den heta krateren. Så det är där vi befinner oss just nu, det är inte bara "hej vi såg vatten och vi såg en betydande mängd." Men som en funktion av tiden finns det olika delar som kommer ut och olika "smaker" av vatten, så vi avslöjar det till en finare och finare detalj. Det är viktigt eftersom vi måste förstå mer exakt vad vi faktiskt påverkade. Det är verkligen vad vi är intresserade av, är vilka förhållanden vi påverkade och hur fördelas vattnet i jorden i den mörka krateren. ”
Så den stora frågan är, hur kom alla dessa olika föreningar dit? De ekonomiska effekterna verkar ge det bästa svaret, men det kan också vara utgasning från den tidiga månen, solvindleverans, en annan okänd process eller en kombination.
"Vi förstår det inte alls," sa Colaprete. ”Analysen och modelleringen är verkligen i sin spädbarn. Det är precis början, och nu har vi äntligen lite data från alla dessa olika uppdrag för att begränsa modellerna och verkligen låta oss gå utöver spekulation. ”
LCROSS var ett "tillägg" -uppdrag till LRO-lanseringen, och uppdraget hade flera okända. Colaprete sa att hans största rädsla för att gå in på effekterna och gå in i resultaten var att de inte skulle få några data. "Jag hade rädsla för att något skulle hända, det skulle inte finnas någon ejecta, ingen ånga och vi skulle bara försvinna i detta svarta hål," erkände han. "Och det hade varit olyckligt, även om det hade varit en datapunkt och vi skulle ha varit tvungna att ta reda på hur det skulle hända."
Men de fick data, och i ett överflöd som - som alla framgångsrika uppdrag - erbjuder fler frågor än svar. "Det var verkligen utforskning," sa Colaprete. "Vi åkte någonstans som vi aldrig hade gått förut, en permanent skuggad krater i månens poler, så vi visste att vi skulle gå in på detta att vad vi än fick tillbaka datainvisande skulle förmodligen lämna oss att skrapa våra huvuden."
Ytterligare källa: Science
