Миниатюрный радиочастотный (min-RF) радарный прибор на борту Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) раскрывает некоторые интересные вещи о том, как ударные плавки образуются вокруг кратеров на Луне. Много известно о кратерах и выбросах, потому что они образуют такие впечатляющие элементы на планетарных поверхностях. Но расплав является довольно незначительным компонентом процесса удара, и поэтому не так легко наблюдать. Поэтому относительно мало известно о ударных расплавах. Теперь новые данные от мини-радиолокационного прибора помогают заполнить этот пробел в знаниях, а также дают представление о будущих точках приземления на Луне.
Радар - это активная система дистанционного зондирования, то есть она передает сигнал, а затем записывает то, что отскакивает назад, предоставляя информацию о поверхностях, с которыми столкнулись. Если передаваемый сигнал попадает на гладкую поверхность, то возвращаемый сигнал будет иметь направление поляризации, противоположное тому, которое было передано. Но если поверхность шероховатая, сигнал может отражаться более одного раза, каждый раз переключая поляризацию, поэтому возвращаемая поляризация будет такой же, как и передаваемые сигналы. Контролируя поляризацию передаваемого сигнала и контролируя поляризацию возвращаемых сигналов, исследователи могут рассчитать отношение круговой поляризации от одного и того же чувства к параметру, называемое СЛР. Гладкие поверхности будут иметь низкий CPR, в то время как шероховатые поверхности будут иметь высокий CPR.
Мини-РЧ излучает в радиолокационном S-диапазоне на длинах волн 12,6 см, что говорит нам о шероховатости поверхности в масштабе 12,6 см. Например, песчаный пляж, покрытый песчинками размером примерно 1-2 мм (намного меньше, чем передаваемая длина волны), будет казаться гладким для Mini-RF (иметь низкие значения CPR). Но пляж, покрытый галькой размером с руку (размером с передаваемую длину волны), будет казаться неровным (иметь высокие значения СЛР). Важно отметить, что такого рода информация в настоящее время недоступна из имеющихся у нас данных изображений, которые даже в лучшем случае могут разрешать вещи только в масштабе 50 см. Кроме того, мини-радиолокатор может проникать на глубину до 1 м под поверхностью, предоставляя информацию также о заглубленных поверхностях.
Работая с данными мини-радиочастот, доктор Линн Картер и группа исследователей из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, Университета Джона Хопкинса и Лунного и Планетарного института изучили влияние таяния вокруг различных кратеров. Они обнаружили, что пруды и стоки при воздействии расплава, как правило, имеют значения СЛР, которые выше, чем окружающие неплавкие области. Это означает, что данные мини-RF могут использоваться, чтобы помочь найти и идентифицировать расплавленные материалы, включая захороненные! Из их ограниченного обзора доктор Картер и ее команда обнаружили, что пруды и потоки таяния чаще встречаются на Луне, чем было известно ранее. С большим количеством работы они смогут лучше каталогизировать количество и размер водоемов с расплавом и потоков вокруг лунных кратеров, улучшая наше понимание того, сколько расплава образуется в результате ударов и как оно перемещается.
Доктор Картер и ее команда также обнаружили, что в отдельных водоемах или стоках расплава значения шероховатости могут варьироваться. Шероховатые поверхности могут представлять собой сгустки частично охлажденной коры, когда она выталкивается расплавленной неподвижной жидкостью под ней. Такие гребни давления наблюдаются в земных потоках лавы. Гладкие поверхности могут представлять собой расплавы, которые быстро охлаждаются, или последние расплавы, поступающие в пруд (и поэтому не подверженные выталкиванию из более поступающего расплава). Но даже «гладкие» расплавы, которые кажутся довольно плоскими на визуальных изображениях, имеют тенденцию иметь очень высокие значения СЛР, что указывает на то, что они, на самом деле, очень грубые. Вероятно, в расплавленном материале захвачено много твердых камней и выбрасываемых обломков (что мы не видим на имеющихся в настоящее время изображениях), чтобы сделать их такими грубыми в таких масштабах. Чтобы понять, как может выглядеть этот вид поверхности, мы можем рассмотреть земные потоки аа (которые на самом деле немного менее шероховаты, чем лунные расплавы).
Эта работа имеет важные последствия для будущего исследования Луны. Представьте себе, как трудно будет приземлиться на поверхность, настолько жесткую, как поток. Вот почему ученые по отбору площадок очень усердно работают над определением гладких участков для посадки космического корабля. Однако, если поверхности, которые выглядят чрезвычайно гладкими на визуальных изображениях, на самом деле являются шероховатыми, как поток, это может представлять проблему. Данные мини-RF могут быть полезны для выявления таких грубых областей и исключения их из рассмотрения.
Источник: Первичные наблюдения лунных ударных расплавов и потоков выброса с помощью радиолокатора Mini-RF, Carter et al., Journal of Geophysical Research V117, 2012, doi: 10.1029 / 2011JE003911.
