Ο διαστημικός οργανισμός της Ινδίας, ISRO, ξεκίνησε το Chandrayaan 2 στη Σελήνη πέρυσι τον Ιούλιο. Ενώ ο προσγειωτής του Vikram έπεσε στη σεληνιακή επιφάνεια στις 7 Σεπτεμβρίου, ο τροχιάς Chandrayaan 2 συνεχίζει να βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη.
Η τροχιά Chandrayaan 2 φιλοξενεί ένα εκτεταμένο σύνολο οργάνων για τη χαρτογράφηση της Σελήνης και τώρα έχουμε μια ματιά στα δεδομένα που έχει στείλει.
Οι επιστήμονες του ISRO είχαν υποβάλει μια σειρά από αρχικά αποτελέσματα από τα όργανα χαρτογράφησης του τροχιά για να παρουσιάσουν στο εμβληματικό 51ο σεληνιακό και πλανητικό συνέδριο επιστήμης τον Μάρτιο. Πρόκειται για ένα ετήσιο συνέδριο που διοργανώνεται στις Ηνωμένες Πολιτείες όπου περισσότεροι από 2000 πλανητικοί επιστήμονες και μαθητές από όλο τον κόσμο παρευρίσκονται και παρουσιάζουν την τελευταία τους δουλειά. Ωστόσο, λόγω ανησυχιών σχετικά με το Novel Coronavirus, το συνέδριο ακυρώθηκε.
Βλέποντας έναν κρατήρα στο σκοτάδι
Το Chandrayaan 2 orbiter έχει μια οπτική κάμερα που ονομάζεται Orbiter High-Resolution Camera (OHRC) η οποία συλλαμβάνει λεπτομερείς εικόνες της Σελήνης. Το OHRC μπορεί να απεικονίσει σε καλύτερη ανάλυση 0,25 μέτρα / pixel, κερδίζοντας το NASA Lunar Reconnaissance Orbiter’s (LRO) καλύτερο από 0,5 μέτρα / pixel.
Τον Οκτώβριο, είδαμε ήδη το OHRC να λυγίζει τους μυς του στέλνοντας εικόνες όπου ογκόλιθοι με μέγεθος μικρότερο από 1 μέτρο ήταν σαφώς ορατά. Και τώρα το OHRC έχει αποδείξει την απεικόνιση μιας περιοχής που δεν φωτίζεται άμεσα από το φως του ήλιου! Τράβηξε μια εικόνα ενός δαπέδου κρατήρα στη σκιά βλέποντας το αμυδρό φως να πέφτει πάνω του και να αντανακλάται από το χείλος του κρατήρα!
Προχωρώντας, αυτή η ικανότητα θα χρησιμοποιηθεί για την εικόνα εσωτερικών κρατήρων στους σεληνιακούς πόλους, όπου το φως του ήλιου δεν φτάνει ποτέ. Η χαρτογράφηση του εδάφους των πολικών κρατήρων είναι σημαντική επειδή οι μελλοντικοί σεληνιακοί βιότοποι πιστεύεται ότι βρίσκονται κοντά τους, μεταφέροντας νερό και άλλους πόρους από μέσα τους.
Τρισδιάστατοι χάρτες υψηλής ανάλυσης
Η κάμερα Terrain Mapping Camera (TMC 2) στο Chandrayaan 2 είναι ένα στερεοφωνικό σύστημα απεικόνισης, που σημαίνει ότι μπορεί να τραβήξει εικόνες 3D. Το κάνει αυτό απεικονίζοντας τον ίδιο ιστότοπο από τρεις διαφορετικές οπτικές γωνίες, παρόμοια με το LRO της NASA, από την οποία κατασκευάζεται μια τρισδιάστατη εικόνα.
Το TMC 2 έχει ακτινοβολήσει εικόνες που έχουν ληφθεί από 100 χιλιόμετρα πάνω από τη σεληνιακή επιφάνεια και οι τρισδιάστατες προβολές που δημιουργούνται από αυτές φαίνονται υπέροχες. Εδώ είναι ένας από έναν κρατήρα και μια ζαρωμένη κορυφογραμμή, η τελευταία είναι ένα τεκτονικό χαρακτηριστικό.
Τέτοιες εικόνες είναι πολύ χρήσιμες για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται τα σεληνιακά χαρακτηριστικά και για τη μορφή τους. Για παράδειγμα, μια τρισδιάστατη εικόνα μπορεί να βοηθήσει στην κατασκευή μιας ακριβούς εικόνας της γεωμετρίας της κρούσης που σχημάτισε έναν κρατήρα.
Με την πάροδο του χρόνου, το Chandrayaan 2 θα παρέχει εικόνες 3D υψηλότερης ανάλυσης ολόκληρης της Σελήνης, με την καλύτερη ανάλυση περίπτωσης να είναι 5 μέτρα / pixel.
Βελτιωμένα μάτια στο υπέρυθρο
Το φασματόμετρο υπερύθρων απεικόνισης (IIRS) στο Chandrayaan 2 είναι ο διάδοχος του διάσημου οργάνου Moon Mineralogical Mapper (M3) στο Chandrayaan 1.
Το όργανο M3, το οποίο συνέβαλε η NASA, έχει αναγνωριστεί δημοσίως για τις εξαιρετικές δυνατότητες χαρτογράφησης ορυκτών και την ανίχνευση νερού στη Σελήνη. Ο Noah Petro, Project Scientist για το LRO, σημείωσε πρόσφατα στο Twitter:
«Πριν από 10 χρόνια σήμερα το Chandrayaan-1 έληξε. Ήμουν τόσο τυχερός που ήμουν μικρό μέρος αυτής της αποστολής. Το όργανο M3 μας επέτρεψε να κάνουμε ένα τεράστιο βήμα μπροστά για να μάθουμε για τη σύνθεση της 8ης ηπείρου μας! "
- Noah Petro, Project Scientist για το LRO, στο Twitter.
Τόσο το IIRS όσο και το M3 ανιχνεύουν το ανακλώμενο φως του ήλιου από την επιφάνεια της Σελήνης. Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν τα ορυκτά στην επιφάνεια με βάση τα σχέδια αυτών των αντανακλάσεων. Το IIRS διαθέτει σχεδόν διπλάσια ευαισθησία του M3 στο υπέρυθρο φως και τα αρχικά αποτελέσματα δείχνουν προς αυτήν την κατεύθυνση. Ακολουθούν εικόνες του κρατήρα Glauber όπως φαίνεται από το IIRS και το M3 αντίστοιχα.
Χάρη στο M3, οι επιστήμονες γνωρίζουν τώρα ότι το σεληνιακό έδαφος διατηρεί ίχνη νερού και υδροξυλικών μορίων ακόμη και σε μη πολικές περιοχές. Το IIRS επί του σκάφους Chandrayaan 2 θα χαρτογραφήσει τις συγκεντρώσεις νερού στο σεληνιακό έδαφος με βελτιωμένη ευαισθησία. Οι μακροπρόθεσμες παρατηρήσεις του Chandrayaan 2 στοχεύουν στο να διακρίνουν πώς αλλάζει η περιεκτικότητα σε νερό στο σεληνιακό έδαφος σε απόκριση στο σεληνιακό περιβάλλον, δηλαδή πώς μοιάζει ο κύκλος του σεληνιακού νερού.
Σημειώστε ότι όλα αυτά είναι ακόμη λιγότερη ποσότητα νερού από τις πιο ξηρές ερήμους της Γης. Ωστόσο, οι σεληνιακοί πόλοι φιλοξενούν αισθητά περισσότερο νερό. Και εκεί βρίσκεται το ραντάρ του Chandrayaan 2 στην εικόνα.
Ποσοτικοποίηση νερού στη Σελήνη
Το Dual Frequency Synthetic Aperture Radar (DFSAR) στο Chandrayaan 2 είναι ο διάδοχος του Miniature Synthetic Aperture Radar (Mini-SAR) στο Chandrayaan 1. Το DFSAR διεισδύει στην επιφάνεια της Σελήνης διπλάσιο από το Mini-SAR. Όχι μόνο αυτό, το DFSAR διαθέτει επίσης υψηλότερη ανάλυση από το ραντάρ στο ενσωματωμένο LRO που ονομάζεται Mini-RF. Τα αρχικά αποτελέσματα δείχνουν τόσο πολύ, συγκρίνοντας μια εικόνα ραντάρ DFSAR της περιοχής με το Mini-RF.
Με μεγαλύτερο βάθος διείσδυσης και υψηλότερη ανάλυση από οποιοδήποτε προηγούμενο όργανο, ο τροχιάς του Chandrayaan 2 βρίσκεται στη διαδικασία ποσοτικού προσδιορισμού του ποσού του πάγου νερού που παγιδεύεται κάτω από τα μόνιμα σκοτεινά δάπεδα κρατήρων στους πόλους της Σελήνης. Οι τρέχουσες εκτιμήσεις που βασίζονται σε προηγούμενες παρατηρήσεις δείχνουν ότι οι πόλοι της Σελήνης φιλοξενούν περισσότερα από 600 δισεκατομμύρια κιλά πάγου νερού, ισοδύναμο με τουλάχιστον 240.000 πισίνες ολυμπιακού μεγέθους.
Τι έπεται?
Οι σεληνιακές επιστημονικές και εξερευνητικές κοινότητες συμφωνούν ότι μπορούμε να αξιοποιήσουμε τον πάγο νερού στους πόλους της Σελήνης για να τροφοδοτήσουμε μελλοντικούς σεληνιακούς οικοτόπους. Χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια που παράγεται από τους οικοτόπους, μπορούμε επίσης να χωρίσουμε τον πάγο νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο για χρήση ως καύσιμο πυραύλων.
Πριν όμως σχεδιάσουμε τους βιότοπους στους πόλους της Σελήνης, πρέπει να μάθουμε περισσότερα για τη φύση του υδάτινου πάγου σε αυτές τις περιοχές και πώς να έχουμε πρόσβαση σε αυτό δεδομένου του εδάφους τους. Τα αρχικά αποτελέσματα από το Chandrayaan 2 δείχνουν ξεκάθαρα την υπόσχεση του χαρτογράφησης υψηλότερης ανάλυσης που έχει σταλεί ποτέ στη Σελήνη. Το ISRO δήλωσε ότι το Chandrayaan 2 θα βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη για επτά χρόνια και ότι θα πρέπει να είναι αρκετός χρόνος για να χαρτογραφηθεί πλήρως και να ποσοτικοποιηθεί το νερό και οι περιοχές υποδοχής τους στη Σελήνη.
Οι επιφανειακές αποστολές που εξερευνούν αυτές τις μόνιμες σκιασμένες περιοχές που φιλοξενούν το νερό, όπως το επερχόμενο VIPER rover της NASA, είναι το επόμενο λογικό βήμα προς τους βιώσιμους βιότοπους στη Σελήνη. Καθώς αναπτύσσουμε τεχνολογίες που αγγίζουν τον πάγο του νερού στη Σελήνη, μπορούμε να αποικίσουμε όχι μόνο τον ουράνιο γείτονά μας αλλά και το Ηλιακό Σύστημα. Θα πρέπει να είμαστε ευτυχείς ότι η Σελήνη μας έχει άφθονο νερό. δεν μπορούμε να συνεχίσουμε να τα βγάζουμε πάντα από το βαρυτικό γήινο καλά για πάντα.
