See kaart näitab Kuu gravitatsioonivälja, mõõdetuna NASA GRAIL-i missioonil. Kujutise krediit: NASA / ARC / MIT
NASA kahe GRAIL-i kuu orbiidil tehtud esimesed teaduslikud tulemused pakuvad uskumatut detaili Kuu sisemusest ja kõigi taevakehade, sealhulgas Maa kõrgeima eraldusvõimega gravitatsiooniväljade kaarti.
Gravitatsiooni taastamise ja siseruumide laboratooriumi (GRAIL) andmed näitavad iidseid sisemisi struktuure, mis olid varem tundmatud, pakub üksikasju, mis on kuni viis suurusjärku paremad kui varasemad Kuu uuringud, ning edastab enneolematut teavet Kuu pinna ja gravitatsioonivälja kohta.
Kaksik kosmoseaparaat, hüüdnimega Ebb ja Flow, saadab üksteisele raadiosignaale ja mõõdetakse nende vahelise kauguse muutusi, kui nad Kuu ümber tiirlevad, muutusteks kuni 50 nanomeetrit sekundis. "See on tigu liikumise kiirus 1/20 000." ütles GRAIL-i juhtivteadur Maria Zuber, rääkides täna Ameerika geofüüsikalise liidu konverentsil.
Uued gravitatsioonikaardid paljastavad arvukalt selliseid funktsioone nagu tektoonilised struktuurid, vulkaanilised pinnavormid, basseini rõngad, kraatri keskpunktid ja arvukad lihtsad, kausikujulised kraatrid. Andmed näitavad ka, et Kuu gravitatsiooniväli erineb meie päikesesüsteemi ühegi maapealse planeedi omast.
Kosmosesõiduki GRAIL instrumendid võivad sondida planeedi sees. Täna avaldatud uskumatud videod näitavad arvukalt detaile, mille kohta meeskond ütles, et nad alles alustavad uurimist.
Gravitatsiooni lahutamine pinnaomadustelt annab tulemuseks nn Bougueri gravitatsioonikaardi. Jääb vaid vaade Kuu sees esinevatele massilistele anomaaliatele, mis tulenevad kas kooriku paksuse või vahevöö tiheduse muutustest. Ülalolevas videos tähistavad silmapaistvad ümmargused kõrgpunktid (punasega) üldtuntud massikontsentratsioone ehk maskonsoone, kuid nähtavad on ka paljud sarnased uudsed kaugeleulatuvad tunnused.
"Üheksakümmend kaheksa protsenti kohalikust gravitatsioonist on seotud topograafiaga, 2 protsenti aga muude gravitatsiooniliste omadustega," ütles Zuber. „Võite näha Kuu maskonite härjasilmi, kuid muidu näeme siledat sisepinda. Ainus viis, kuidas see juhtuda võib, on see, kui löögid varajasele Kuule purustasid sisepinna. "
Nendel kuukaartidel on NASA GRAIL-i missiooni järgi mõõdetud „Bougueri“ gravitatsiooni kõrvalekalded. Kujutise krediit: NASA / JPL-Caltech / CSM
Bougeuri gravitatsioonikaart näitas ka tõendeid iidse vulkaanilise aktiivsuse kohta Kuu pinna all ja kummaliste lineaarsete gravitatsiooniliste anomaaliate kohta.
"Bougueri raskuskaardi kaldenurkadel nägime funktsioone, mida me ei osanud oodata," ütles GRAILi kaasuurija Jeff Andrews-Hanna. „Tuvastasime suure hulga lineaarse gravitatsiooni anomaaliaid. Me ei näe topograafilistel kaartidel nende väljendamist, seega järeldame, et need on iidsed sisestruktuurid. "
NASA GRAIL-missioon on paljastanud lineaarse gravitatsiooni anomaalia, mis ristub Kuu kaldal Crisiumi basseinis. GRAIL-i gravitatsioonigradiendi andmed on näidatud vasakul, näidates kõrvalekalde asukohta. Punane ja sinine vastavad tugevamatele gravitatsioonigradientidele. NASA Lunar Reconnaissance Orbiteri Lunar Orbiter Laser Altimeetri sama piirkonna topograafilised andmed on näidatud paremal; need andmed ei näita gravitatsiooni anomaalia märke. Autor: NASA / JPL-Caltech / CSM
Näiteks sellel Crisiumi basseini kujutisel, mis moodustab ühe inimese silmist 'Kuul', on gravitatsioonikaartidel näha vesikonda ületav lineaarne joonis, topograafilistel kaartidel aga sellist korrelatiivset tunnust pole. "See ütleb meile raskuste anomaalia, mis tekkis enne lööke," ütles Andrews-Hanna.
Need Kuu lähedase ja kaugema külje kaardid näitavad NASA GRAIL-missiooni järgi mõõdetud gravitatsioonigradiente, tuues välja lineaarse gravitatsiooni anomaaliate populatsiooni. Kujutise krediit: NASA / JPL-Caltech / CSM
Täiendavad andmed näitavad, et Kuu sisemine koorik oli peaaegu täielikult peenestatud. Loe selle kohta lähemalt meie teises artiklis GRAILi uute tulemuste kohta.
Muud andmed näitavad, et Kuu koorik on õhem, kui seni arvati.
"Kasutades GRAILi gravitatsiooniandmeid, leidsime, et kooriku keskmine paksus on 32-34 kilomeetrit, mis on umbes 10 km vähem kui varasemates uuringutes," ütles GRAILi kaasuurija Mark Wieczorek. „Leidsime, et Kuul on alumiiniumi üldine arvukus peaaegu sama, mis Maa peal. See on kooskõlas hiljutise hüpoteesiga, mille kohaselt Kuu on saadud materjalidest Maalt, kui see tekkis hiiglasliku löögisündmuse ajal. "
NASA GRAIL-missioon tegi selle lendvideo Maa Kuu Orientale'i basseini kohal. Selle kogus MoonKAM kosmoselaeva GRAIL's Ebb pardal 7. ja 8. aprillil 2012. Filmi krediit: NASA / JPL-Caltech / Sally Ride Science
Oma peamise missiooni ajal tiirles kaks GRAILi kosmoselaeva vaid 55 km kõrgusel Kuu pinnast. Selle tiheda kauguse tõttu on GRAIL parimate gravitatsiooniväljade andmed kõigi planeetide, sealhulgas Maa kohta.
"GRACE kogub endiselt suurepäraseid andmeid Maa gravitatsioonivälja kohta, kuid kuna Maal on atmosfäär, peab GRACE orbiidil lendama 500 km kaugusel," ütles Zuber. "Miski ei lähe madalale."
Zuber ütles, et GRAIL-i meeskond õppis GRACE-st ja suutis teha "mõningaid mõistlikke parandusi". Ta soovitas ka seda tehnoloogiat kasutada kõigi päikesesüsteemi planeedikehade jaoks ja esitas põneva idee: "Kujutage ette voolude kaardistamist Europa pinna all," ütles ta.
GRAIL lõpetab esmase teadusmissiooni mais ja töötab praegu laiendatud missioonil, kus kosmoselaevade kõrgus langetati vaid 23 km kõrgusele. "Me avame järjekordse geofüüsika aknavahemiku ja nii kuulete varsti uute andmekogumite tulemusi," ütles GRAIL-i meeskonna liige Sami Asmar.
Päeva hiljem toimunud AGU konverentsil näitas Zuber, et homme, 6. detsembril 2012 laseb meeskond GRAILi kosmoselaeva alla vaid 11 km-ni Kuu pinnast.
Kunstniku kontseptsioon missioonist GRAIL, mille kaks tiiru kosmosesõidukil tiirlevad ümber Kuu, et mõõta selle gravitatsioonivälja enneolematult detailselt. Kujutise krediit: NASA / JPL
Pikendatud missioon lõpeb varsti, detsembri keskel ja varsti pärast seda satuvad kaks kosmoseaparaati tahtlikult Kuu pinnale. Meeskond ütles täna, et nad alles sõnastavad mõjustsenaariumi ideid ja otsivad võimalust krahhide seadmiseks nii, et nad oleksid NASA Lunar Reconnaissance Orbiteril asuvate instrumentide vaateväljas.
