В июле прошлого года космическая организация Индии ISRO запустила Чандраян-2 на Луну. В то время как его спускаемый аппарат Викрам потерпел крушение на лунной поверхности 7 сентября, орбитальный аппарат Chandrayaan 2 продолжает вращаться вокруг Луны.
Орбитальный аппарат Chandrayaan 2 содержит обширный набор инструментов для сопоставления Луны, и теперь мы взглянем на отправленные им данные.
Ученые ISRO представили множество первоначальных результатов, полученных от картографических инструментов орбитального аппарата, для представления на флагманской 51-й конференции по лунной и планетарной науке в марте. Это ежегодная конференция, проводимая в Соединенных Штатах, где более 2000 ученых и студентов планет со всего мира посещают и представляют свои последние работы. Однако из-за опасений по поводу нового коронавируса конференция была отменена.
Видя кратер в темноте
У орбитального аппарата Chandrayaan 2 есть оптическая камера под названием Orbiter High-Resolution Camera (OHRC), которая фиксирует детальные изображения Луны. OHRC может получать изображения с наилучшим разрешением 0,25 метра / пиксель, опередив NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) с лучшим значением 0,5 метра / пиксель.
Еще в октябре мы уже видели, как OHRC напрягает мышцы, отправляя изображения, на которых отчетливо видны валуны размером менее 1 метра. И теперь OHRC продемонстрировал изображение области, не освещенной напрямую солнечным светом! Он запечатлел изображение дна кратера в тени, увидев падающий на него тусклый свет, отраженный от края кратера!
В дальнейшем эта возможность будет использоваться для изображения внутренних частей кратеров на полюсах Луны, куда никогда не попадает солнечный свет. Составление карты местности полярных кратеров важно, потому что предполагается, что будущие лунные среды обитания будут располагаться рядом с ними, транспортируя воду и другие ресурсы из них.
3D карты высокого разрешения
Картографическая камера местности (TMC 2) на борту Chandrayaan 2 представляет собой стереоизображение, что означает, что она может снимать 3D-изображения. Это достигается путем отображения одного и того же объекта с трех разных точек зрения, сродни LRO НАСА, из которого создается трехмерное изображение.
TMC 2 передал обратно изображения, снятые с высоты 100 км над поверхностью Луны, и получаемые из них трехмерные изображения выглядят великолепно. Вот один из кратеров и морщинистый хребет, последний является тектоническим признаком.
Такие изображения очень полезны для понимания того, как лунные объекты формируются и приобретают свою форму. Например, трехмерное изображение может помочь построить точную картину геометрии удара, который образовал кратер.
Со временем Chandrayaan 2 будет предоставлять 3D-изображения с самой высокой разрешающей способностью всей Луны, наилучшее разрешение составляет 5 метров / пиксель.
Улучшенные глаза в инфракрасном диапазоне
Инфракрасный спектрометр изображений (IIRS) на Chandrayaan 2 является преемником знаменитого инструмента Moon Mineralogical Mapper (M3) на борту Chandrayaan 1.
Прибор M3, предоставленный НАСА, был публично признан за его отличные возможности картирования минералов и обнаружения воды на Луне. Ноа Петро, научный сотрудник LRO, недавно отметил в Твиттере:
«10 лет назад сегодня Чандраян-1 закончился. Мне очень повезло, что я участвовал в этой миссии. Инструмент M3 позволил нам сделать огромный шаг вперед в изучении состава нашего 8-го континента! »
- Ноа Петро, научный сотрудник LRO, в Твиттере.
И IIRS, и M3 обнаруживают отраженный солнечный свет от поверхности Луны. Ученые идентифицируют минералы на поверхности, основываясь на закономерностях этих отражений. IIRS может похвастаться почти вдвое большей чувствительностью M3 в инфракрасном свете, и первые результаты демонстрируют этот эффект. Вот изображения кратера Глаубера, видимые IIRS и M3 соответственно.
Благодаря M3 ученые теперь знают, что лунная почва содержит следовые количества воды и гидроксильных молекул даже в неполярных регионах. IIRS на борту Chandrayaan 2 будет отображать концентрации воды в лунной почве с повышенной чувствительностью. Долгосрочные наблюдения Chandrayaan 2 направлены на то, чтобы определить, как изменяется содержание воды в лунной почве в ответ на лунную среду, то есть на что похож лунный круговорот воды.
Обратите внимание, что все это еще меньше воды, чем самые сухие пустыни на Земле. Однако на лунных полюсах заметно больше воды. И вот тут на снимке появляется радар Chandrayaan 2.
Количественная оценка воды на Луне
Двухчастотный радар с синтезированной апертурой (DFSAR) на борту орбитального аппарата Chandrayaan 2 является преемником миниатюрного радиолокатора с синтезированной апертурой (Mini-SAR) на Chandrayaan 1. DFSAR проникает на поверхность Луны вдвое глубже, чем Mini-SAR. Мало того, DFSAR также имеет более высокое разрешение, чем радар на борту LRO под названием Mini-RF. Первоначальные результаты демонстрируют то же самое, сравнивая радиолокационное изображение региона DFSAR с Mini-RF.
Обладая большей глубиной проникновения и более высоким разрешением, чем у любых предыдущих инструментов, орбитальный аппарат Chandrayaan 2 находится в процессе адекватной количественной оценки того, сколько водяного льда захвачено под постоянно темными полами кратеров на полюсах Луны. Текущие оценки, основанные на прошлых наблюдениях, показывают, что на полюсах Луны находится более 600 млрд. Кг водяного льда, что эквивалентно не менее 240 000 бассейнов олимпийского размера.
Что дальше?
Лунные научные и исследовательские сообщества согласны с тем, что мы можем использовать водный лед на полюсах Луны для питания будущих лунных мест обитания. Используя солнечную энергию, генерируемую средой обитания, мы также можем разделить водный лед на водород и кислород для использования в качестве ракетного топлива.
Но прежде чем планировать места обитания на полюсах Луны, нам нужно больше узнать о природе водяного льда в этих регионах и о том, как получить к нему доступ с учетом их рельефа. Первоначальные результаты из Чандраяна 2 ясно показывают обещание картографа с самым высоким разрешением, когда-либо отправленного на Луну. ISRO заявил, что Chandrayaan 2 будет вращаться вокруг Луны в течение семи лет, и это должно быть достаточное время для полного картирования и количественного определения воды и областей их размещения на Луне.
Наземные миссии, которые исследуют эти водосборные районы, постоянно находящиеся в тени, такие как предстоящий марсоход VIPER НАСА, являются следующим логическим шагом к созданию устойчивых мест обитания на Луне. По мере того как мы разрабатываем технологии, которые используют водный лед на Луне, мы можем колонизировать не только нашего небесного соседа, но и Солнечную систему. Мы должны быть рады, что на нашей Луне есть много воды; мы не можем вечно вытаскивать все из гравитационного колодца Земли.
