Indiens rumorganisation, ISRO, lancerede Chandrayaan 2 til Månen sidste år i juli. Mens dens lander Vikram styrtede ned på månens overflade den 7. september, fortsætter orkanen Chandrayaan 2 med at bane rundt om Månen.
Chandrayaan 2-orbiteren er vært for et omfattende sæt instrumenter til at kortlægge Månen, og nu får vi et kig på de data, den har sendt.
ISRO-forskere havde afleveret en række første resultater fra orbiterens kortlægningsinstrumenter, der skulle præsenteres på flagskibets 51. Lunar and Planetary Science Conference i marts. Dette er en årlig konference, der afholdes i De Forenede Stater, hvor mere end 2000 planetforskere og studerende fra hele verden deltager og præsenterer deres seneste arbejde. På grund af bekymring over den nye Coronavirus er konferencen imidlertid blevet aflyst.
Ser et krater i mørket
Chandrayaan 2 orbiter har et optisk kamera kaldet Orbiter High-Resolution Camera (OHRC), der fanger detaljerede billeder af månen. OHRC kan billedet med en bedste opløsning på 0,25 meter / pixel og slå NASA Lunar Reconnaissance Orbiters (LRO) bedst på 0,5 meter / pixel.
Tilbage i oktober så vi allerede OHRC bøje sine muskler ved at sende billeder, hvor stenblokke på mindre end 1 meter var klart synlige. Og nu har OHRC demonstreret afbildning af et område, der ikke er direkte oplyst af sollys! Det fangede et billede af et kraterbund i skygge ved at se det svage lys falde på det, der er blevet reflekteret fra kraterrand!
Når vi bevæger os fremad, vil denne kapacitet blive brugt til at forestille indersiden af kratre på månepolerne, hvor sollys aldrig når. Kortlægning af polar kraters terræn er vigtigt, fordi det antages, at fremtidige månehabitater er placeret i nærheden af dem, og transporterer vand og andre ressourcer indefra.
3D kort med højeste opløsning
Terrain Mapping Camera (TMC 2) ombord Chandrayaan 2 er en stereobilleder, hvilket betyder, at det kan fange 3D-billeder. Det gør det ved at afbilde det samme sted fra tre forskellige vinkler, der ligner NASAs LRO, hvorfra et 3D-billede er konstrueret.
TMC 2 har strålede billeder taget fra 100 km over månens overflade, og 3D-visningerne der genereres fra dem ser godt ud. Her er et af et krater og en rynket ryg, hvor sidstnævnte er et tektonisk træk.
Sådanne billeder er meget nyttige til at forstå, hvordan månefunktioner formes og får deres form. For eksempel kan et 3D-billede hjælpe med at konstruere et nøjagtigt billede af geometrien for det slag, der dannede et krater.
Over tid vil Chandrayaan 2 give den højeste opløsning 3D-billeder af hele månen, og den bedste sagsopløsning er 5 meter / pixel.
Forbedrede øjne i den infrarøde
Imaging Infrared Spectrometer (IIRS) på Chandrayaan 2 er efterfølgeren til det berømte Moon Mineralogical Mapper (M3) instrument ombord på Chandrayaan 1.
M3-instrumentet, som blev bidraget af NASA, er blevet offentligt anerkendt for sine fremragende mineralkortfunktioner og detektion af vand på Månen. Noah Petro, projektforsker for LRO, bemærkede for nylig på Twitter:
”For 10 år siden sluttede Chandrayaan-1 i dag. Jeg var så heldig at være en lille del af denne mission. M3-instrumentet gjorde det muligt for os at tage et stort skridt fremad med at lære om sammensætningen af vores 8. kontinent! ”
- Noah Petro, projektforsker for LRO, på Twitter.
Både IIRS og M3 detekterer reflekteret sollys fra Månens overflade. Forskere identificerer mineraler på overfladen baseret på mønstrene i disse reflektioner. IIRS kan prale af næsten to gange følsomheden af M3 i infrarødt lys, og de oprindelige resultater viser i denne retning. Her er billeder af Glauber-krateret set af henholdsvis IIRS og M3.
Takket være M3 ved videnskabsmænd nu, at månens jord indeholder spor af mængder vand og hydroxylmolekyler, selv i ikke-polære regioner. IIRS ombord på Chandrayaan 2 vil kortlægge vandkoncentrationer i månens jord med forbedret følsomhed. Chandrayaan 2's langsigtede observationer sigter mod at skelne mellem, hvordan vandindholdet i månens jord ændres som svar på månemiljøet, dvs. hvordan månens vandcyklus ser ud.
Bemærk, at alt dette stadig er mindre vandmængde end de tørreste ørkener på Jorden. Månepolerne er dog markant mere vand. Og det er her Chandrayaan 2's radar kommer ind i billedet.
Kvantificering af vand på månen
DFSAR (Dual Frequency Synthetic Aperture Radar) ombord på Chandrayaan 2 orbiter er efterfølgeren til Miniature Synthetic Aperture Radar (Mini-SAR) på Chandrayaan 1. DFSAR trænger ind på Månens overflade dobbelt så dyb som Mini-SAR. Ikke kun det, DFSAR kan også prale af en højere opløsning end radaren ombord LRO kaldet Mini-RF. De oprindelige resultater demonstrerer lige så meget og sammenligner et DFSAR-radarbillede af regionen med Mini-RF.
Med større penetrationsdybde og højere opløsning end nogen tidligere instrumenter er Chandrayaan 2's orbiter i færd med at kvantificere, hvor meget vand, der er fanget under de permanent mørke kratergulve på Månens poler. Aktuelle skøn baseret på tidligere observationer antyder, at Månens poler er vært for mere end 600 milliarder kg vandis, svarende til mindst 240.000 svømmebassiner i olympisk størrelse.
Hvad er det næste?
Månevidenskabs- og efterforskningssamfundene er enige om, at vi kan udnytte vandis på Månens poler for at tvinge fremtidige månehabitater. Ved hjælp af solenergi genereret af levestederne kan vi også opdele vandisen i brint og ilt til brug som raketbrændstof.
Men inden vi planlægger levesteder ved Månens poler, er vi nødt til at vide mere om arten af vandis i disse regioner, og hvordan vi får adgang til den i betragtning af deres terræn. De første resultater fra Chandrayaan 2 viser tydeligt løftet om den højeste opløsningsmapper, der nogensinde er sendt til Månen. ISRO har erklæret, at Chandrayaan 2 vil omgås månen i syv år, og at det skulle være god tid til fuldt ud at kortlægge og kvantificere vand og deres værtsregioner på Månen.
Overflademissioner, der udforsker disse vandhostede permanent skyggede regioner, som NASAs kommende VIPER-rover, er det næste logiske skridt mod bæredygtige levesteder på Månen. Når vi udvikler teknologier, der trænger ind i vandis på Månen, kan vi kolonisere ikke kun vores himmelnabo, men solsystemet. Vi skulle være glade for, at vores måne har masser af vand; vi kan ikke fortsætte med at trække alt ud af jordens tyngdekraften for evigt.
