Záhadná raketa sa zajtra zrúti na Mesiac a vedci to pozorne sledujú

Mapa zobrazujúca predchádzajúce miesta dopadu sondy na Mesiac. (mapy NASA/USGS/Wikimedia Commons/CC od 3.0)

4. marca 2022, osamelý, vyčerpaný raketový posilňovač narazí na povrch Mesiaca pri takmer 6 000 mph (9 656 km/h).

Keď sa prach usadí, Lunar Reconnaissance Orbiter od NASA sa presunie do pozície, aby si mohol zblízka prezrieť tlejúci kráter a dúfajme, že vnesie trochu svetla do záhadnej fyziky planetárnych dopadov.

Ako planetárny vedec, ktorý študuje Mesiac , vnímam tento neplánovaný dopad ako vzrušujúcu príležitosť. Mesiac je neochvejným svedkom histórie slnečnej sústavy, jej povrch s veľkými krátermi zaznamenal za posledné 4 miliardy rokov nespočetné množstvo zrážok.



Vedci však len zriedka zahliadnu projektily – zvyčajne asteroidy alebo kométy – že tvoria tieto krátery . Bez toho, aby sme poznali špecifiká toho, čo vytvorilo kráter, existuje len toľko, koľko sa vedci môžu naučiť jeho štúdiom.

Nadchádzajúci dopad rakety poskytne náhodný experiment, ktorý by mohol odhaliť veľa o tom, ako prirodzené kolízie búchajú a drvia povrchy planét.

Hlbšie pochopenie fyziky dopadov pomôže výskumníkom interpretovať neúrodnú krajinu Mesiaca a tiež účinky, ktoré majú dopady na Zem a iné planéty.

Keď sa raketa zrúti na Mesiac

Tam má bola nejaká debata nad presným identitu padajúceho predmetu momentálne na kolíznom kurze s Mesiacom. Astronómovia vedia, že objekt je zosilňovač horného stupňa vyradený zo štartu satelitu vo vysokej nadmorskej výške.

Je približne 40 stôp (12 metrov) dlhý a váži takmer 10 000 libier (4 500 kilogramov).

Dôkazy naznačujú, že áno pravdepodobne buď raketa SpaceX vypustená v roku 2015 alebo a Čínska raketa vypustená v roku 2014 , ale obe strany popreli vlastníctvo .

Očakáva sa, že raketa narazí do rozľahlá neúrodná pláň v rámci obrovský kráter Hertzsprung , hneď za horizontom odvrátenej strane mesiaca zo Zeme.

Okamžite po tom, ako sa raketa dotkne mesačného povrchu, prejde po dĺžke projektilu rázová vlna rýchlosťou niekoľko míľ za sekundu. V priebehu milisekúnd, zadný koniec trupu rakety bude vymazaný s kúskami kovu explodujúcimi na všetky strany.

Dvojitá rázová vlna bude postupovať smerom nadol do práškovej hornej vrstvy Povrch Mesiaca nazývaný regolit . Stlačenie nárazu zahreje prach a kamene a generovať horúci záblesk ktorá by bola viditeľná z vesmíru, keby sa v tom čase náhodou nachádzalo nejaké plavidlo.

Oblak vyparenej horniny a kovu sa z miesta dopadu rozšíri ako prach a častice veľkosti piesku sú vymrštené k oblohe. V priebehu niekoľkých minút bude vyvrhnutý materiál pršať späť na povrch okolo teraz tlejúceho krátera. Z nešťastnej rakety nezostane prakticky nič.

Ak ste fanúšikom vesmíru, možno ste pri čítaní tohto popisu zažili nejaké déjà vu – NASA vykonala podobný experiment v roku 2009, keď úmyselne havaroval satelit na pozorovanie a snímanie lunárneho krátera , alebo LCROSS, do trvalo zatieneného krátera blízko mesačného južného pólu. Bol som súčasťou Misia LCROSS , a bol to úžasný úspech.

Štúdiom zloženia oblaku prachu vznášajúceho sa do slnečného svetla vedci dokázali nájsť príznaky niekoľko stoviek kíl vodného ľadu ktorý bol nárazom oslobodený z povrchu Mesiaca. Bol to zásadný dôkaz na podporu myšlienky, že miliardy rokov kométy dodávajú vodu a organické zlúčeniny na Mesiac, keď narazia na jeho povrch.

Keďže je však kráter rakety LCROSS trvalo zakrytý tieňmi, moji kolegovia a ja sme sa celé desaťročie snažili určiť hĺbku tejto pochovanej vrstvy bohatej na ľad.

Pozorovanie pomocou Lunar Reconnaissance Orbiter

Náhodný experiment blížiacej sa havárie poskytne planetárnym vedcom šancu pozorovať veľmi podobný kráter vo svetle dňa. Bude to ako keby ste prvýkrát videli kráter LCROSS v úplných detailoch.

Keďže k nárazu dôjde na odvrátenej strane Mesiaca, bude mimo dohľadu pre pozemské teleskopy. Ale asi dva týždne po dopade začne sonda NASA Lunar Reconnaissance Orbiter zahliadať kráter, keď sa jeho obežná dráha dostane nad zónu dopadu.

Akonáhle sú podmienky správne, kamera lunárneho orbitera začne fotografovať miesto dopadu s rozlíšením približne 1 meter na pixel. Cvičiť môžu aj lunárne orbitery z iných vesmírnych agentúr ich fotoaparáty na kráteri.

Tvar krátera a vymrštený prach a kamene snáď prezradia, ako bola raketa orientovaná v momente dopadu. Vertikálna orientácia vytvorí viac kruhový prvok, zatiaľ čo asymetrický vzor úlomkov môže naznačovať skôr prepadnutie brucha.

Modely naznačujú, že kráter by mohol byť kdekoľvek z okolia 30 až 100 stôp (10 až 30 metrov) v priemere a približne 6 až 10 stôp (2 až 3 metre) hĺbky .

Cennou informáciou bude aj množstvo tepla vytvoreného nárazom. Ak je možné vykonať pozorovania dostatočne rýchlo, existuje možnosť, že infračervený prístroj lunárneho orbitera bude schopný detekovať žeravý materiál vo vnútri krátera.

To by sa mohlo použiť na výpočet celkového množstva tepla z nárazu. Ak orbiter nemôže získať pohľad dostatočne rýchlo, na odhadnutie množstva roztaveného materiálu v poli krátera a trosiek by sa mohli použiť snímky s vysokým rozlíšením.

Porovnaním obrázky pred a po z kamery a tepelného senzora orbitera budú vedci hľadať akékoľvek ďalšie jemné zmeny na povrchu. Niektoré z týchto účinkov môžu presahuje stonásobok polomeru krátera .

Prečo je to dôležité

Nárazy a tvorba kráterov sú a všadeprítomný fenomén v slnečnej sústave. Krátery rozbíjajú a fragmentujú planetárne kôry a postupne vytvárajú voľnú, zrnitú vrchnú vrstvu, ktorá je na nich bežná väčšina svetov bez vzduchu . Celková fyzika tohto procesu je však zle pochopená napriek tomu, aký je bežný.

Pozorovanie nadchádzajúceho dopadu rakety a výsledného krátera by mohlo pomôcť planetárnym vedcom lepšie interpretovať údaje z experimentu LCROSS z roku 2009 a vytvárať lepšie simulácie nárazov . So skutočným falanga misií plánujú navštíviť Mesiac v nadchádzajúcich rokoch, znalosť vlastností mesačného povrchu – najmä množstvo a hĺbka zasypaného ľadu – je veľmi žiadaná.

Bez ohľadu na identitu tejto svojhlavej rakety táto zriedkavá impaktná udalosť poskytne nové poznatky, ktoré sa môžu ukázať ako rozhodujúce pre úspech budúcich misií na Mesiac a ďalej.

Paul Hayne , odborný asistent astrofyziky a planetárnych vied, University of Colorado Boulder .

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.