Lunar 'permafrost': Bukti untuk Ice Air Tersebar luas di Bulan

Livejurnal69 - Ilmuwan dari NASA tim Lunar peramal Radiometer Percobaan telah mendeteksi keberadaan air es luas di daerah-daerah besar kutub selatan bulan.

Temuan mereka muncul 22 Oktober dalam dua makalah yang diterbitkan dalam jurnal Science. Penelitian ini didanai oleh NASA.

Peramal, sebuah spektrometer inframerah kapal NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), telah membuat pengukuran inframerah pertama suhu di kawah permanen gelap di kutub bulan.

Pada bulan Oktober 2009, peramal juga membuat observasi inframerah pertama dari dampak dikendalikan di bulan, ketika NASA's Lunar Crater Observation dan Sensing Satellite (LCROSS), pesawat antariksa pendamping untuk LRO itu, membanting menjadi salah satu terdingin dari kawah dalam sebuah percobaan untuk memastikan ada tidaknya air es.

UCLA profesor ilmu planet David Paige, penyelidik utama peramal dan penulis utama salah satu koran Sains, digunakan pengukuran suhu kutub selatan Bulan yang diperoleh peramal untuk model stabilitas air es baik di dan dekat permukaan. Kestabilan air es merupakan indikasi yang telah ada di lokasi tertentu selama jangka waktu.

"Suhu di dalam kawah ini secara permanen dibayangi bahkan lebih dingin dari yang kita harapkan," kata Paige. "Hasil model kami menunjukkan bahwa dalam kondisi dingin yang ekstrim, deposito permukaan air es hampir pasti akan stabil, tetapi mungkin lebih signifikan, daerah ini dikelilingi oleh wilayah permafrost yang jauh lebih besar di mana es dapat stabil tepat di bawah permukaan."

'Permafrost "Ini lunar adalah analog dengan dataran tinggi lintang ditemukan di bumi dan di Mars, dimana suhu subfreezing bertahan di bawah permukaan sepanjang tahun, Paige kata.

"Ini wilayah permafrost mungkin menerima sinar matahari langsung pada waktu tertentu tahun, tetapi mereka mempertahankan suhu bawah permukaan maksimum tahunan yang cukup dingin untuk mencegah sejumlah besar es dari menguap," katanya.

Mengingat bahwa wilayah tersebut permafrost tidak dalam bayangan permanen, pencahayaan permukaan dan kondisi termal di lokasi tersebut akan jauh lebih ramah bagi manusia, yang membuat mereka kepentingan utama untuk masa depan misi berawak ke bulan, Paige kata. endapan air es Bawah Permukaan juga cenderung lebih stabil dibandingkan deposito permukaan air es karena mereka dilindungi dari penembakan oleh radiasi ultraviolet dan partikel kosmik energik.

"Kami menyimpulkan bahwa area besar dari kutub selatan bulan yang cukup dingin untuk menjebak tidak hanya air es tetapi senyawa volatil lain (zat dengan titik didih rendah) seperti belerang dioksida, karbon dioksida, formaldehid, amonia, metanol, merkuri dan sodium," Paige kata.

Sebuah salib wakil-bagian zat ini terdeteksi oleh LCROSS spektrometer near-infrared ketika atas tahap roket berdampak kawah Cabeus, mendepak sejumlah materi yang sebelumnya terkubur di bawah permukaan kawah.

Situs Dampak terletak di bagian permanen gelap dari Cabeus dengan suhu tahunan rata-rata 37 Kelvin (-393 derajat Fahrenheit), menjadikannya salah satu tempat terdingin di dekat kutub selatan Bulan. Suhu data dari peramal memainkan peran kunci dalam pemilihan Cabeus sebagai target untuk LCROSS. Ketika tiba saatnya untuk dampak, para ilmuwan dan insinyur peramal memastikan instrumen memiliki kursi depan baris: peramal menargetkan situs dampak selama delapan orbit, berjarak sekitar dua jam terpisah, yang terdekat yang diatur untuk melewati 90 detik setelah dampak . Ini diamati sinyal termal ditingkatkan di sini dan dua orbit berikutnya.

Paul Hayne, seorang mahasiswa pascasarjana di Departemen UCLA Bumi dan Antariksa Ilmu dan penulis utama kertas kedua di Ilmu, dipantau data secara real time seperti yang dikirim kembali dari peramal.

"Selama fly-by 90 detik setelah dampak, semua tujuh saluran inframerah peramal yang diukur sinyal termal disempurnakan dari kawah," kata Hayne. "Yang lebih sensitif dari dua saluran surya juga mengukur sinyal termal, bersama dengan sinar matahari tercermin dari membanggakan dampak Dua jam. Kemudian, tiga saluran panjang gelombang terpanjang mengambil sinyal, dan setelah empat jam, hanya satu saluran terdeteksi apa pun di atas suhu latar belakang. "

Para ilmuwan mampu belajar dua hal dari pengukuran: Mereka mampu menghitung jangkauan untuk massa bahan yang dikeluarkan ke luar ke ruang angkasa dari kawah dampak, dan mereka dapat menyimpulkan suhu awal dan membuat perkiraan tentang dampak es di tanah pada perilaku pendingin diamati.

"Saluran surya peramal yang diukur tersebar sinar matahari dari membanggakan dampak atas area seluas 54 mil persegi," kata Hayne. "Dengan menggunakan pengukuran ini, kami bisa menghitung massa awan di antara 2.600 dan £ 12.800, yang konsisten dengan pengukuran oleh LCROSS Penggembalaan Pesawat Ruang Angkasa. Hal ini penting karena massa awan digunakan untuk memperkirakan kelimpahan air diamati dengan yang LCROSS spektrometer.

"Selain itu, kami menetapkan bahwa dalam rangka setuju dengan data dari masing-masing saluran peramal itu, dampak harus memiliki dipanaskan sebuah wilayah 320 hingga 2.150 kaki untuk setidaknya 950 Kelvin (1.250 Fahrenheit). Daerah ini terkonsentrasi dikelilingi oleh lebih besar , menurunkan suhu komponen yang akan termasuk selimut sekitarnya bahan digali oleh dampak. "

Mengingat bahwa es dalam ruang pori dalam tanah mempengaruhi pendinginan karena menggunakan Facebook energi panas dalam proses sublimating dan melakukan panas lebih efisien daripada tanah bulan itu sendiri, ilmuwan dapat menggunakan pengukuran peramal tentang pendinginan di lokasi dampak untuk menghitung kisaran untuk proporsi senyawa atsiri ini.

"Fakta bahwa material dipanaskan masih terlihat peramal setelah empat jam menunjukkan LCROSS tidak memukul sebuah arena skating, es harus telah dicampur dalam tanah," Hayne berkata, "kami memperkirakan bahwa untuk seluas 320 hingga 2.150 kaki, kawah mengepul dapat menghasilkan lebih dari uap air yang cukup untuk menjelaskan apa yang diamati oleh LCROSS selama empat menit. "

"Meskipun kawah Cabeus khas daerah paling dingin di bulan ini, kita telah menentukan bahwa miliaran tahun yang lalu, kawah yang lebih kecil dengan dinding curam akan membuat lebih menguntungkan dingin-perangkap," kata Paige. "Oleh karena itu kemungkinan bahwa kawah yang telah akumulasi es paling tidak yang paling dingin."