Az LCROSS szokatlan küldetés volt abban az értelemben, hogy egy hatásra támaszkodott egy bolygótestet tanulmányozni. Nem csak a küldetés volt szokatlan, csakúgy, mint az ejecta tollazat, amelyet egy üreges Centaur rakétavősítőnek a Holdra csapott be.
„Ha egy normál ütés szilárd ütközésmérővel történik, akkor a törmeléket több, mint felfelé dobja ki, mint egy fordított lámpaernyő, amely egyre szélesebbé és szélesebbé válik” - mondta Pete Schultz, a Brown University-től és az LCROSS tudományos csapatának tagja. "De egy üreges ütközésmérő konfigurációja - az üres rakétaverősítő - olyan hullámot hozott létre, amelynek mind alacsony szögű, de még ennél is fontosabb, egy igazán kiemelkedő, magas szögű tollazat is volt, amely majdnem egyenesen lőtt."
Ez a magas hullám elegendően megemelte a törmeléket, így napfény megvilágította, és űrhajók segítségével meg lehetett volna vizsgálni.
Annak ellenére, hogy a tollazat nem volt látva a Földről, amint azt az ütés előtt hirdették, mind az LCROSS pásztoros űrhajó, mind a Lunar Reconnaissance Orbiter látta. Az elhasznált Kentaur használata nem annyira a küldetés tervezésén alapult, hogy a rendelkezésre álló lehetőségek felhasználásával történt. De kiderült, hogy nagyszerű választás.
"Azt hiszem, nagyon szerencsések vagyunk" - mondta Schultz a Space Magazine-nak egy telefoninterjúban a héten. „Azt hiszem, egy másik dizájn, és valószínűleg nagyon más eredményt kaptunk. Lehet, hogy nem sok törmelék jött a napfénybe, és a tollazat nagyon átmeneti lett volna.
Annak érdekében, hogy a törmelék elég magasra emelkedhessen, hogy napfénybe kerüljön, körülbelül fél mérföldre kellett felkelnie a kráter alja felett.
„Ahhoz, hogy ezt perspektívaba tegyük - mondta Schultz -, a törmeléket kétszer olyan magasra kellett dobnunk, mint a Sears-torony, az Egyesült Államok legmagasabb épülete. Most a Hold kevesebb gravitációval rendelkezik, tehát ha visszavisszük a Földre és összehasonlítjuk, ez olyan, mintha megpróbálnánk labdát dobni a Washington-emlékmű tetejére. Tehát nagyon sok nehézséget kell legyőzni, és kiderül, hogy ez az ütés azért történt, mert üreges ütközőt használtunk. "
Amikor a rakétafokozó megérkezett, és a kráter elkezdett kialakulni, a holdfelület összeomlott és felfelé lőtt - majdnem mint egy sugárhajtású - a napfény felé, és magával vitte az illékony anyagokat, amelyek beragadtak a regolitba.
Annak érdekében, hogy kitaláljuk, milyen lesz a hatás, Schultz és csapata, amelybe Brendan Hermalyn posztgraduális hallgató is beletartozott, kis méretű hatásokat és modellezést végzett. A teszteket csak néhány hónappal a tényleges ütközés előtt végezték el, és apró, fél hüvelykes lövedékeket használtak különböző felületekre.
"A legtöbb hatás, amikor modellezzük őket, feltételezzük, hogy az ütközők szilárdak" - mondta Schultz. „Kísérleteket végeztünk mind szilárd, mind üreges lövedékekkel, és amikor az üreges lövedéket használtuk, valódi meglepetés volt. Nem csak azt láttuk, hogy a törmelék kifelé, hanem felfelé is mozog. ”
"Valójában nem tudtuk pontosan, mit fogunk látni a tényleges LCROSS hatásban, de a teszteink sokat magyaráztak" - folytatta Schultz -, elmagyarázva, miért láttuk, amit tettünk, és miért láttuk ilyen hosszú ideig a hullámokat. . Ha úgy fordult volna elő, mint egy fordított lámpaernyő vagy kitáguló tölcsér, akkor a törmelék felbukkant volna és visszament volna, és valószínűleg körülbelül 20 másodpercen belül megtörtént volna. Ehelyett csak jött. ”
De volt néhány várható pillanat. Ahogy az LCROSS pásztoros űrhajó közeledett a hold felületéhez, Tony Colaprete és a csapat kiigazította a kamerák expozícióját, és a csapat az utolsó pillanatokban valóban látta a Hold felszínét az ütés előtt.
- Nagyszerű volt - mondta Schultz. „Ez azt jelenti, hogy megláttuk a krátert, becslést kaptunk arról, hogy mekkora a kráter, és értelme volt annak, amit előrejelzéseink mondtak. De azt is láthattuk, hogy ennek a magas szögű hullámnak a maradványai visszatérnek a felszínre. Ezt szinte egyenesen az űrbe lőtték, és most visszatért a Holdra. Láttuk, mint egy nagyon diffúz felhő, és láttuk, hogy a regolith fennmaradó részei visszatérnek lefelé, mint egy szökőkút. Számomra ez volt a legizgalmasabb rész. ”
Schultz azt mondta, hogy ideges az ütés közben.
„Be kell vallanom, csapokon és tűkön voltunk” - mondta. - Mivel ez valami sokkal nagyobb volt, mint a fél hüvelykes lövedékek használatának kísérlete, és nem tudtuk, hogy ez méretarányosul-e. Olyan dolgokkal voltunk dolgunk, amelyek úgy néznek ki, mint iskolabusz, és nincs fedélzetük gyermeke a fedélzeten, és becsapódtak a Holdba, és nem tudtuk, vajon ugyanúgy viselkedik-e, mint a kisebb modelljeinknél. "
És annak ellenére, hogy a tollazat úgy viselkedett, mint a modellek, rengeteg meglepetés történt - mind az ütközések, mind a Cabeus kráterben már felfedezett dolgok egyaránt.
"Tudtuk, hogy mikor fog megütni a felületet - tudjuk, milyen gyorsan megyünk és hol vagyunk a felszín felett -, és kiderült, hogy késéssel később láttuk meg a vakut, és ez valóban meglepetés volt" - mondta Schultz mondott. Körülbelül fél másodperc késleltetés volt, aztán kb. Egyharmad másodperc telt el, mielőtt emelkedni kezdett és világosabbá vált. Az egész hét másodperces tizedet vett igénybe, mielőtt fényes lett. Ez a bolyhos felület jellemzője. "
Schultz azt mondta, hogy tudják, hogy valószínűleg „bolyhos” felület volt a kísérletek és a modellezés, valamint a Deep Impact misszióval történő összehasonlítások alapján, amelyre ő volt a közös nyomozó.
"Az egyik első dolog, amiben rájöttünk, hogy ez nem a szokásos regolitja - erre gondol általában a Holdra - mondta Schultz. „Vakukat figyeltünk, és azt keresettük, hogy milyen spektrumot láttunk. A spektrumok az elemek és vegyületek összetételének ujjlenyomatait tartalmazzák. Vártunk az alacsony sebesség miatt, amit valójában nem fogunk sok látni. Ehelyett azonnal néhány találatot kaptunk, és hirtelen OH-kibocsátást tapasztaltunk, ami jellemző a víz hevítésének melléktermékének ezen hullámhosszán. Aztán a következő 2 másodperces expozíció volt, amikor a dolgok megjelentek, az általános spektrum világosabb lett, ami azt jelentette, hogy több port látunk. De akkor megláttuk ezt a hatalmas nátriumcsúcsot, akárcsak a jeladó, egy nagyon fényes nátriumvonalat. ”
És akkor volt két másik vonal, amelyek nagyon furcsák. "A legjobb asszociáció, amire találtunk, az ezüst volt" - mondta Schultz. - Ez meglepetés volt. Aztán az összes többi emissziós vonal megjelenni kezdett, amikor egyre több anyag jutott napfénybe. Ez azt sugallja, hogy a port a napfénybe dobtuk, és az illékony anyagok, amelyeket idő szerint fagyasztottunk, szó szerint, Cabeus árnyékában felmelegszek és felszabadultak.
Ezen vegyületek némelyike nemcsak a vizet és az OH-t, hanem a szén-monoxidot, a szén-dioxidot és a metánt is tartalmazta, „amire nem gondolunk, amikor a Holdról beszélünk” - mondta Schultz. „Ezek olyan vegyületek, amelyekre gondolunk, amikor a üstökösökre gondolunk, tehát most abban a helyzetben vagyunk, hogy a pólusokon látott események hosszú történelem eredménye, amelyek sok ilyen anyagot magukkal hoznak. ” (Olvassa el a Tony Colaprete-rel készített interjúnkat a LCROSS legfrissebb eredményeiről.)
De senki sem biztos abban, hogy a Hold képes-e ragaszkodni ezekhez az illékony anyagokhoz, és hogyan kerülnek a sarki kráterekbe.
Ennek kitalálására Schultz szerint további missziókra van szükség a Holdra.
"Annak ellenére, hogy ott voltak az Apollo űrhajósok, 40 évvel később olyan dolgokat találunk, amelyek arra késztetik a fejünket, hogy mindezt az új információtól elkerüljék" - mondta Schultz. "Megmutatja neked, meglátogathatja és gondolhatja, hogy ismer egy helyet, de vissza kell térnie, és talán ott is élnie kell."
Schultz elmondta, hogy kísérletezőként soha nem érzi magát önelégültségnek, de látva, hogy a tényleges tollazat hogyan viselkedett, mint a modelljük, ő és csapata nagyon boldogok voltak. „A kísérletek lehetővé teszik, hogy a természet tanítson leckéket, és ezért nagyon érdekes. Szinte naponta megalázunk.
