Эта карта показывает гравитационное поле Луны, измеренное миссией НАСА GRAIL. Изображение предоставлено NASA / ARC / MIT
Первые научные результаты, полученные с помощью двух лунных орбитальных аппаратов НАСА GRAIL, обеспечивают невероятную детализацию внутренней части Луны и карту гравитационного поля самого высокого разрешения для любого небесного тела, включая Землю.
Данные Лаборатории гравитационного восстановления и внутренних работ (GRAIL) показывают древние внутренние структуры, которые ранее были неизвестны, обеспечивают детали, которые на пять порядков лучше, чем в предыдущих исследованиях Луны, и предоставляют беспрецедентную информацию о поверхности Луны и гравитационном поле.
Космический корабль-близнец, по прозвищу Отлив и Поток, посылает радиосигналы друг другу, и измеряются любые изменения расстояния между ними, когда они окружают Луну, вплоть до изменений, составляющих всего 50 нанометров в секунду. «Это 1/20000 скорости, с которой движется улитка», - сказала Мария Зубер, главный исследователь GRAIL, выступая сегодня на конференции Американского геофизического союза.
Новые гравитационные карты показывают множество особенностей, таких как тектонические структуры, вулканические формы рельефа, кольца бассейна, центральные пики кратеров и многочисленные простые воронки в форме чаши. Данные также показывают, что гравитационное поле Луны отличается от поля любой земной планеты в нашей солнечной системе.
Инструменты на космическом корабле GRAIL могут зондировать внутри планеты. Невероятные видео, выпущенные сегодня, показывают изобилие деталей, которые, по словам команды, только начинают изучать.
Вычитание гравитации из поверхностных элементов дает то, что называется гравитационной картой Бугера. Что остается, так это вид аномалий массы внутри Луны из-за изменений толщины коры или плотности мантии. В приведенном выше видео заметные круглые максимумы ближней стороны (красным) указывают на общеизвестные массовые концентрации или «масконы», но также видны многие аналогичные вновь обнаруженные особенности дальней стороны.
«Девяносто восемь процентов локальной гравитации связаны с топографией, а 2 процента - это другие гравитационные особенности», - сказал Цубер. «Вы можете видеть бычьи глаза лунных масконов, но в остальном мы видим гладкую внутреннюю поверхность. Единственный способ, которым это могло бы произойти, - это если бы удары по ранней Луне разрушили внутреннюю поверхность ».
На этих картах Луны показаны гравитационные аномалии «Буге», измеренные миссией НАСА GRAIL. Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech / CSM
Гравитационная карта Буге также выявила свидетельства древней вулканической активности под поверхностью Луны и странных линейных гравитационных аномалий.
«На градиентах гравитационной карты Бугера мы увидели особенности, которые мы не ожидали», - сказал Джефф Эндрюс-Ханна, со-исследователь GRAIL. «Мы выявили большую популяцию линейных гравитационных аномалий. Мы не видим их выражения на топографических картах, поэтому мы делаем вывод, что это древние внутренние структуры ».
Линейная гравитационная аномалия, пересекающая бассейн Crisium на ближней стороне Луны, была обнаружена миссией НАСА GRAIL. Данные гравитационного градиента GRAIL показаны слева с указанием местоположения аномалии. Красный и синий соответствуют более сильным градиентам гравитации. Топографические данные по тому же региону, полученные с помощью лазерного высотомера Lunar Orbiter Orbiter, принадлежащего НАСА, показаны справа; эти данные не показывают признаков гравитационной аномалии. Кредит: НАСА / JPL-Caltech / CSM
Например, на этом изображении Кризисного Бассейна, который формирует один из «людей на глазах Луны», гравитационные карты показывают линейный элемент, пересекающий бассейн, в то время как топографические карты не показывают такого коррелирующего элемента. «Это говорит нам о том, что гравитационная аномалия сформировалась до удара», - сказал Эндрюс-Ханна.
На этих картах ближней и дальней сторон Луны показаны гравитационные градиенты, измеренные миссией НАСА GRAIL, с выделением популяции линейных гравитационных аномалий. Изображение предоставлено NASA / JPL-Caltech / CSM
Дополнительные данные показывают, что внутренняя кора Луны практически полностью распылена. Подробнее об этом читайте в нашей второй статье о новых результатах GRAIL.
Другие данные показывают, что кора Луны тоньше, чем считалось ранее.
«Используя гравитационные данные GRAIL, мы обнаружили, что средняя толщина коры составляет 32-34 километра, что примерно на 10 км меньше, чем в предыдущих исследованиях», - сказал Марк Вичорек, со-исследователь GRAIL. «Мы обнаружили, что общее количество алюминия на Луне почти такое же, как и на Земле. Это согласуется с недавней гипотезой о том, что Луна получена из материалов с Земли, когда она образовалась во время гигантского столкновения ».
Миссия НАСА GRAIL сняла это видео с эстакады над Восточным бассейном Луны Земли. Он был собран MoonKAM на борту космического корабля GRAIL Ebb 7 и 8 апреля 2012 года. Предоставлено: NASA / JPL-Caltech / Sally Ride Science
Во время своей основной миссии два космических корабля GRAIL находились на орбите всего в 55 км над поверхностью Луны. Это близкое расстояние, поэтому GRAIL производит лучшие данные поля гравитации для любой планеты, включая Землю.
«GRACE по-прежнему собирает большие данные о гравитационном поле Земли, но, поскольку у Земли есть атмосфера, GRACE должна вращаться на орбите на расстоянии 500 км», - сказал Зубер. «Ничто не сравнится с понижением».
Зубер сказал, что команда GRAIL извлекла уроки из GRACE и смогла сделать «некоторые разумные улучшения». Она также предложила использовать эту технологию для каждого планетарного тела в Солнечной системе и предложила заманчивую идею: «Представьте себе отображение токов под поверхностью Европы», - сказала она.
GRAIL завершает первичную научную миссию в мае и в настоящее время работает в расширенной миссии, где высота спакертинга была снижена до уровня всего 23 км над поверхностью. «Мы открываем еще одно окно геофизики, поэтому скоро вы услышите результаты новых наборов данных», - сказал Сами Асмар, член команды GRAIL.
Позже на конференции AGU Зубер сообщил, что завтра, 6 декабря 2012 года, команда опустит космический корабль GRAIL всего на 11 км над поверхностью Луны.
Художественная концепция миссии GRAIL с двумя космическими кораблями-близнецами на тандемных орбитах вокруг Луны для измерения гравитационного поля в беспрецедентных деталях. Изображение предоставлено NASA / JPL.
Расширенная миссия скоро закончится, в середине декабря, и вскоре после этого два космических корабля будут намеренно врезаться в лунную поверхность. Сегодня команда сказала, что они все еще формулируют идеи для сценария воздействия и рассматривают возможность нацеливания аварий, чтобы они находились в поле зрения приборов на Лунном разведывательном орбитальном аппарате НАСА.
