LCROSS var en usædvanlig mission, idet den var afhængig af en indflydelse for at studere et planetarisk legeme. Ikke alene var missionen usædvanlig, så blev ejecta-plommen produceret ved at smide en hul Centaur-raketforstærker ned i Månen.
”En normal påvirkning med en solid påvirker kaster affald mere end op, som en omvendt lampeskærm, der bliver bredere og bredere, når det går ud,” sagde Pete Schultz fra Brown University og medlem af LCROSS videnskabsteam. ”Men konfigurationen af en hul påvirker - den tomme raketforstærker - skabte en blæse, der havde både en lav vinkel, men endnu vigtigere, også en virkelig fremtrædende høj vinkel, der skød næsten lige op.”
Denne høje plume hævede affaldet nok, så det blev oplyst af sollys og kunne studeres af rumfartøjer.
Selvom plommen ikke blev set fra Jorden, som den blev annonceret før stødet, så den både af LCROSS-hyrde-rumfartøjet og Lunar Reconnaissance Orbiter. Brug af den brugte Centaur var ikke så meget ved mission design som at bruge det, der var tilgængeligt. Men det viste sig at være et godt valg.
”Jeg synes, vi var ganske heldige,” fortalte Schultz til Space Magazine i en telefoninterview denne uge. ”Jeg tror, et andet design, og vi kan have fået et meget andet resultat. Der er måske ikke meget snavs, der er kommet op i sollyset, og rosten ville have været meget midlertidig. ”
For at affaldet skulle blive højt nok til at komme i sollys, måtte det rejse sig omkring en halv mil over bunden af krateret.
”For at sætte dette i perspektiv,” sagde Schultz, ”vi var nødt til at kaste affald op to gange højden af Sears Tower, den højeste bygning i USA. Nu har månen mindre tyngdekraft, så hvis vi bringer den tilbage til Jorden og sammenligner den, er det som at prøve at kaste en kugle til toppen af Washington Monument. Så der er en masse tyngdekraft at overvinde, og det viser sig, at denne påvirkning gjorde det, fordi vi brugte en hult slag. ”
Da raketforstærkeren ramte, og krateret begyndte at dannes, kollapsede månens overflade og skød opad - næsten som en stråle - mod sollyset, og førte med sig de flygtige stoffer, der var fanget i regolitten.
For at finde ud af, hvordan virkningen ville se ud, gjorde Schultz og hans team, der omfattede kandidatstuderende Brendan Hermalyn, små påvirkninger og modellering. Deres test blev kun udført et par måneder før den faktiske påvirkning og brugte små halvtommers projektiler til forskellige overflader.
”De fleste påvirkninger, når vi modellerer dem, antager vi, at påvirkningerne er solide,” sagde Schultz. ”Vi lavede eksperimenter med både faste og hule projektiler, og da vi brugte det hule projektil, var vi en virkelig overraskelse. Vi så ikke kun affaldet bevæge sig udad, men også opad. ”
”Vi vidste virkelig ikke nøjagtigt, hvad vi ville se i den faktiske påvirkning af LCROSS, men vores test forklarede meget,” fortsatte Schultz, ”forklarede, hvorfor vi så, hvad vi gjorde, og hvorfor vi så røgspidsen i så lang tid . Hvis det var kommet ud som en omvendt lampeskærm eller en tragt, der ekspanderede, ville affaldet være kommet op og gået ned igen, og det ville sandsynligvis have været gjort inden for ca. 20 sekunder. I stedet blev det bare ved at komme. ”
Men der var nogle forventede øjeblikke. Da LCROSS-hyrde-rumfartøjet nærmet sig månens overflade, justerede Tony Colaprete og teamet eksponeringerne på kameraerne, og teamet kunne faktisk se månens overflade i de sidste sekunder før påvirkningen.
”Det var fantastisk,” sagde Schultz. ”Det betyder, at vi fik at se krateret, vi var i stand til at få et skøn over hvor stort krateret var, og det gav mening med, hvad vores forudsigelser havde sagt. Men vi var også i stand til at se resterne af denne høje vinkelrør stadig vende tilbage til overfladen. Dette må være blevet skudt næsten lige op i rummet og var nu på vej tilbage til Månen. Vi så det som en meget diffus sky og så de resterende dele af regolitten komme tilbage som en springvand. For mig var det den mest spændende del. ”
Schultz sagde, at han var nervøs under påvirkningen.
”Jeg må tilstå, vi var på stifter og nåle,” sagde han, ”da dette var noget meget større end eksperimenterne med at bruge halvtommers projektiler, og vi vidste ikke, om det ville skalere op. Vi beskæftigede os med noget, der lignede skolebuss uden børn ombord, der smuttede ind i Månen, og vi vidste ikke, om det ville opføre sig på samme måde som vores mindre modeller. ”
Og selvom skubben fungerede som modellerne, var der masser af overraskelser - både i påvirkningen og hvad der nu er blevet opdaget at eksistere i Cabeus krater.
”Vi vidste, hvornår det skulle ramme overfladen - vi ved, hvor hurtigt vi gik, og hvor vi var over overfladen - og det viste sig, at der var en forsinkelse, før vi så blitzen, og det var virkelig en overraskelse,” Schultz sagde. ”Det var omkring et halvt sekunds forsinkelse, og derefter tog det cirka en tredjedel af sekunders forsinkelse, før det begyndte at stige og blive lysere. Det hele tog syv tiendedele af et sekund, før det begyndte at blive lys. Det er kendetegnende for en fluffy overflade. ”
Schultz sagde, at de ved, at det sandsynligvis var en "fluffy" overflade fra eksperimenterne og modelleringen, og fra sammenligninger med Deep Impact-missionen, som han var medundersøger for.
”En af de første ting, vi indså, var, at dette ikke er din normale regolit - hvad du normalt tænker på for månen,” sagde Schultz. ”Vi så på blitz, og vi kiggede efter, hvilken type spektre vi så. Spektrene har fingeraftryk for sammensætningen af elementerne og forbindelserne. Vi forventede på grund af den lave hastighed, vi faktisk ikke ville se meget. Men i stedet fik vi straks et par hits, vi fik se en pludselig emission af OH, som er et kendetegn ved denne bølgelængde af et biprodukt af opvarmning af vand. Derefter var den næste 2-sekunders eksponering, når ting begyndte at dukke op, det samlede spektre blev lysere, hvilket betød, at vi så mere støv. Men så så vi denne store kæmpe natriumtop, ligesom et fyrtårn, en meget lys natriumlinie. ”
Og så var der to andre linjer, der var meget underlige. ”Den bedste forening, vi kunne finde, er sølv,” sagde Schultz. ”Det var en overraskelse. Derefter begyndte alle disse andre emissionslinjer at vokse op, efterhånden som mere materiale fik sollys. Dette antyder, at vi kastede støvet i sollyset, og de flygtige stoffer, der var frosset i tiden, bogstaveligt talt, i skyggerne af Cabeus varmet op og blev frigivet. ”
Nogle af disse forbindelser inkluderede ikke kun vand og OH, men også ting som kulilte, kuldioxid og methan, "ting, som vi ikke tænker på, når vi taler om Månen," sagde Schultz. ”Det er forbindelser, vi tænker på, når vi tænker på kometer, så nu er vi i en position, at det, vi ser ved polerne, måske er resultatet af en lang historie med påvirkninger, der medfører en masse af denne type materiale. ” (Læs vores interview med Tony Colaprete for mere om de nylige LCROSS-resultater.)
Men ingen er sikker på, hvordan Månen kan holde fast i disse flygtige stoffer, og hvordan de ender i de polære kratere.
For at finde ud af det, sagde Schultz, at flere missioner til Månen er nødvendige.
”Selvom Apollo-astronauterne var der, finder vi nu ting 40 år senere, der får vores hoveder til at snappe fra alt dette den nye information,” sagde Schultz. "Det viser sig, du kan besøge og tro, at du kender et sted, men du skal tilbage og måske endda bo der."
Schultz sagde, at man som eksperimentelist aldrig kan føle sig selvtilfreds, men når man ser, hvordan den faktiske plym opførte sig som deres modeller, var han og hans team meget glade. ”Eksperimenter lader naturen lære dig lektioner, og det er derfor, de er meget interessante at gøre. Vi er ydmyge næsten dagligt. ”
