قبل عام ، ضربت وكالة ناسا بنجاح صاروخًا سينتاور مستهلكًا في كابوس كريتر ، وهي منطقة مظللة بشكل دائم في القطب الجنوبي للقمر. اتبعت المركبة الفضائية "الراعي" LCROSS (القمر الصناعي لرصد الحفرة واستشعارها) مسافة قريبة من كعب المؤثر ، ورصد سحابة القذف الناتجة لمعرفة المواد التي يمكن العثور عليها داخل هذه المنطقة المظلمة غير المدروسة من القمر. اليوم ، أصدر فريق LCROSS أحدث النتائج من تحليلهم الذي استمر لمدة عام ، وقال المحقق الرئيسي توني كولابريت لمجلة الفضاء إن LCROSS عثر على الماء وأكثر من ذلك بكثير. وقال "إن" أكثر من ذلك بكثير هو في الواقع مثير مثل الماء ، ولكن مزيج الماء والمواد المتطايرة المختلفة التي رأيناها أكثر إثارة للاهتمام - ومربكة.
خلق صاروخ سنتور الذي يبلغ وزنه 2400 كجم (5200 رطل) حفرة يبلغ عرضها حوالي 25 إلى 30 مترًا ، ويقدر فريق LCROSS أنه في مكان ما بين 4000 كجم (81818 رطلاً) إلى 6000 كجم (13228 رطلاً) من الحطام تم تفجيره من الحفرة المظلمة و في مجال الرؤية LCROSS المضاء بنور الشمس. خلق التأثير كلا من زاوية منخفضة وسحابة طرد ذات زاوية عالية. (اقرأ المزيد عن العمود غير المعتاد في حوارنا مع بيت شولتز من LCROSS).
تمكن فريق LCROSS من قياس كمية كبيرة من الماء ووجدها في عدة أشكال. قال كولابريت: "قمنا بقياسه في بخار الماء ، والأهم من ذلك في ذهني أننا قمنا بقياسه في ثلج الماء. الثلج مهم حقًا لأنه يتحدث عن مستويات معينة من التركيز ".
مع وجود مزيج من مطياف الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والمرئي على متن المركبة الفضائية الراعية ، اكتشف LCROSS أن 155 كيلوغرامًا (342 رطلاً) من بخار الماء والجليد المائي تم تفجيرهما من فوهة البركان واكتشفتهما LCROSS. من ذلك ، يقدر Colaprete وفريقه أن ما يقرب من 5.6 في المائة من الكتلة الكلية داخل فوهة كابوس (زائد أو ناقص 2.9 في المائة) يمكن أن يعزى إلى جليد الماء وحده.
وقال كولابريت إن العثور على الجليد بتركيزات - "كتل" من الجليد - أمر بالغ الأهمية. "هذا يعني أنه يجب أن يكون هناك نوع من العمليات التي يتم من خلالها تعزيزها وإثرائها وتركيزها بحيث يكون لديك ما يسمى الكتلة الحرجة التي تسمح بتشكيل الجراثيم والنمو البلوري وتكثف الجليد. إذن ، نقطة البيانات هذه مهمة لأنه علينا الآن أن نسأل هذا السؤال ، كيف أصبح الجليد؟ " هو قال.
مع بخار الماء ، شاهد فريق LCROSS أيضًا "نكهتين" من الهيدروكسيل. قال كولابريت: "رأينا واحدًا ينبعث كما لو كان متحمسًا فقط ، مما يعني أن OH قد يأتي من الحبوب - يمكن أن يكون OH الممتز الذي رأيناه في بيانات M Cubed ، حيث تم إصداره أو تحررت من تأثير ساخن وظهور في الرأي. نرى أيضًا انبعاثًا من OH يسمى الانبعاث الفوري ، وهو فريد للانبعاث الذي تحصل عليه عندما يتم تكوين OH من خلال التحلل الضوئي ".
ثم جاءت "أكثر من ذلك بكثير." بين أدوات LCROSS ، وملاحظات الاستطلاع القمري - ولا سيما أداة LAMP (مشروع رسم خرائط ألفا ألفا) - كانت أكثر المواد تقلبًا وفرة من حيث الكتلة الكلية هي أول أكسيد الكربون ، ثم الماء ، كبريتيد الهيدروجين. ثم كان ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت والميثان والفورمالديهايد وربما الإيثيلين والأمونيا وحتى الزئبق والفضة.
وقال كولابريت "لذلك هناك مجموعة متنوعة من الأنواع المختلفة ، والمثير للاهتمام هو أن عددًا من هذه الأنواع شائع في الماء". "على سبيل المثال ، توجد الأمونيا والميثان بتركيزات نسبية بالنسبة إلى إجمالي كتلة الماء التي رأيناها ، على غرار ما قد تراه في المذنب".
قال كولابريت حقيقة أنهم يرون أن أول أكسيد الكربون أكثر وفرة من الماء وأن كبريتيد الهيدروجين موجود كجزء كبير من إجمالي المياه ، يشير إلى كمية كبيرة من المعالجة داخل الحفرة نفسها.
وأوضح أن "هناك على الأرجح كيمياء تحدث على الحبوب في الحفرة المظلمة". "هذا مثير للاهتمام لأنه كيف تحصل على كيمياء يحدث عند 40 إلى 50 درجة كلفن بدون ضوء الشمس؟ ما هي الطاقة - هل هي أشعة كونية ، تعمل بروتونات الرياح الشمسية ، هل هي إمكانات كهربائية أخرى مرتبطة بالمناطق المظلمة والخفيفة؟ لا نعلم. إذن ، هذا مرة أخرى ، ظرف حيث لدينا بعض البيانات التي لا تبدو منطقية تمامًا ، لكنها تتطابق مع بعض النتائج في مكان آخر ، مما يعني أنها تبدو مصاحبة إلى حد ما ، وتبدو كما نراها في البرد عمليات الحبوب في الفضاء بين النجوم. "
قال كولابريت أن العثور على العديد من هذه المركبات جاء كمفاجأة ، مثل أول أكسيد الكربون ، والزئبق ، وخاصة الميثان والهيدروجين الجزيئي. وقال "لدينا الكثير من الأسئلة بسبب ظهور هذه الأنواع".
كانت هناك أيضًا اختلافات في وفرة جميع الأنواع على مدار الوقت - وهي 4 دقائق قصيرة من الوقت عندما كانوا قادرين على مراقبة سحابة القذف قبل أن تؤثر المركبة الفضائية الراعية نفسها على القمر. وقال: "في الواقع ، يمكننا أن نفكك ، إن شئت ، إطلاق المواد المتطايرة كدالة للوقت ونحن ننظر أكثر فأكثر إلى البيانات". "وهذا أمر مهم لأنه يمكننا أن نربط ما تم إصداره عند الارتطام الأولي ، وما تم إصداره على شكل حبيبات متصاعدة في ضوء الشمس ، وما" خرج من فوهة البركان الحار. هذا هو المكان الذي نحن فيه الآن ، ليس الأمر فقط ، "لقد رأينا الماء ، ورأينا كمية كبيرة." ولكن كدالة للوقت هناك أجزاء مختلفة تخرج ، ونكهات مختلفة من الماء ، لذلك نحن نكشفها بتفصيل أدق وأدق. هذا أمر مهم ، لأننا بحاجة إلى أن نفهم بدقة أكبر ما أثرنا فيه بالفعل. هذا هو ما يهمنا حقًا ، وما هي الظروف التي أثرنا فيها ، وكيف يتم توزيع المياه في التربة في تلك الحفرة المظلمة ".
لذا فإن السؤال الكبير هو ، كيف وصلت كل هذه المركبات المختلفة إلى هناك؟ يبدو أن التأثيرات المالية تقدم أفضل إجابة ، لكنها يمكن أن تكون أيضًا غازات من القمر المبكر ، أو توصيل الرياح الشمسية ، أو عملية أخرى غير معروفة ، أو مزيج.
قال كولابريت "نحن لا نفهم ذلك على الإطلاق". "إن التحليل والنمذجة لا يزالان في بدايته. لقد بدأت للتو ، والآن لدينا أخيراً بعض البيانات من جميع هذه المهام المختلفة لتقييد النماذج والسماح لنا فعلاً بتجاوز التخمينات ".
كانت LCROSS مهمة "إضافية" لإطلاق LRO ، وكانت المهمة غير معروفة. وقال كولابريتي إن أكبر مخاوفه من التأثير على النتائج والدخول في النتائج هو أنهم لن يحصلوا على أي بيانات. اعترف "كنت أخشى من حدوث شيء ما ، لن يكون هناك قذفة ولا بخار وسنختفي للتو في هذا الثقب الأسود". "وكان ذلك مؤسفًا ، على الرغم من أنها كانت نقطة بيانات وكان علينا أن نكتشف كيف سيحدث ذلك."
لكنهم حصلوا على البيانات ، وبوفرة - مثل أي مهمة ناجحة - تقدم أسئلة أكثر من الإجابات. قال كولابريت "لقد كان حقًا استكشافًا". "كنا ذاهبين إلى مكان لم نذهب إليه من قبل على الإطلاق ، حفرة مظللة بشكل دائم في قطبي القمر ، لذلك كنا نعلم أننا ندخل في هذا الأمر ، فكل ما استرجعناه من ناحية البيانات قد يتركنا نخدش رؤوسنا."
مصدر إضافي: العلوم
