Miniatyrradiofrekvens (min-RF) radarinstrumentet ombord på Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) avslöjar några intressanta saker om hur påverkan smälter bildas kring kratrar på månen. Mycket är känt om kratrar och ejecta, eftersom de bildar sådana spektakulära drag på planetytorna. Men smälta är en ganska mindre komponent i slagprocessen och kan inte så lätt observeras. Relativt lite är därför känt om slagsmälta. Nu hjälper ny data från mini-RF-radarinstrumentet att fylla detta kunskapsgap och erbjuder också insikt om framtida landningsplatser på månen.
Radar är ett aktivt fjärravkänningssystem, vilket betyder att det sänder en signal och registrerar sedan vad som studsar tillbaka och ger information om ytorna som stött på. Om den överförda signalen träffar en slät yta, kommer den returnerade signalen att ha en polarisationsriktning som är motsatt av vad som sändes. Men om ytan är grov kan signalen studsa mer än en gång och byta polarisering varje gång, så att den returnerade polariseringen kommer att vara densamma som de överförda signalerna. Genom att kontrollera polariseringen av den överförda signalen och övervaka polariseringen av de returnerade signalerna, kan forskare beräkna förhållandet mellan samma avkänning och motsatt cirkulär polarisering, en parameter som kallas CPR. Släta ytor har en låg HLR, medan grova ytor har en hög HLR.
Mini-RF sänder i radar S-bandet, med våglängder på 12,6 cm, och berättar så om ytråhet på 12,6 cm skalan. Till exempel kommer en sandstrand täckt med sandkorn som är ungefär 1-2 mm stor (mycket mindre än den överförda våglängden) att se smidig ut för Mini-RF (har låga HLR-värden). Men en strand täckt med handstor små stenar (ungefär storleken på den överförda våglängden) verkar grov (har höga HLR-värden). Det är viktigt att notera att denna typ av information för närvarande inte finns tillgänglig från våra befintliga bilddata, som även i bästa fall bara kan lösa saker på 50 cm skalan. Dessutom kan mini-RF-radaren tränga upp till 1 m under ytan, vilket också ger information om begravda ytor.
Dr Lynn Carter och ett team av forskare från NASA Goddard Space Flight Center, Johns Hopkins University och Lunar and Planetarium Institute arbetade med mini-RF-data. De upptäckte att smältdammar och -flöden tenderar att ha HLR-värden som är större än omgivande icke-smältregioner. Detta betyder att mini-RF-data kan användas för att hitta och identifiera smältmaterial, inklusive begravda material! Från deras begränsade undersökning har Dr. Carter och hennes team funnit att smältdammar och flöden är vanligare på månen än vad som tidigare varit känt. Med mer arbete kommer de att kunna bättre katalogisera antalet och storleken på smältdammar och flöden runt månkratrar, vilket förbättrar vår förståelse för hur mycket smälta som produceras genom påverkan och hur den reser.
Dr. Carter och hennes team fann också att grovhetsvärden kan variera inom enskilda smältdammar eller -flöden. Grova ytor kan representera sammankoppling av en delvis kyld skorpa när den skjuts av den fortfarande flytande smältan under. Sådana tryckkanter ses i markbundna lavaflöden. Släta ytor kan representera smälter som svalnat snabbt, eller de sista smälter för att komma fram till ett damm (och därför inte utsättas för att pressa från mer inflödande smält). Men även de "släta" smältarna, som verkar ganska platt i visuella bilder, tenderar att ha mycket höga HLR-värden, vilket indikerar att de faktiskt är mycket grova. Det finns förmodligen mycket fast berg och ejecta-skräp (något vi inte kan se i det för närvarande tillgängliga bildmaterialet) med i smältmaterialet för att göra dem så grova i den här skalan. För att förstå hur denna typ av yta kan se ut kan vi överväga markbundna a'a-flöden (som faktiskt är något mindre grov än lunar smälter).
Detta arbete har viktiga konsekvenser för framtida månutforskning. Föreställ dig hur svårt landning på en yta så robust i ett flöde skulle vara. Därför arbetar forskare med urval av platser mycket för att identifiera släta områden för rymdskepp att landa. Men om ytor som ser extremt släta ut i visuella bilder faktiskt är grova som ett a'a-flöde, kan detta utgöra ett problem. Mini-RF-data kan vara till hjälp för att identifiera sådana grova regioner och eliminera dem från övervägande.
Källa: Inledande observationer av månpåverkan smälter och ejecta-flöden med Mini-RF-radaren, Carter et al., Journal of Geophysical Research V117, 2012, doi: 10.1029 / 2011JE003911.
