Radar er blevet brugt siden 1960'erne til at kortlægge månens overflade, men indtil for nylig har det været svært at få et godt kig på Månens poler. I 2009 kunne Mini-SAR-radarinstrumentet på Chandrayaan-1-rumfartøjet kortlægge mere end 95% af begge poler ved 150 meter radaropløsning, og nu Mini-RF-instrumentet på Lunar Reconnaissance Orbiter - som har 10 gange opløsning af Mini-SAR - er omtrent halvvejs gennem sin første kortopgørelseskampagne med høj opløsning af polerne. De to instrumenter afslører, at der sandsynligvis er store mængder vand i de permanent skygge kraterne ved polerne, med over 600 millioner ton på nordpolen alene. ”Hvis det blev omdannet til raketbrændstof, ville det være nok at lancere ækvivalentet med en rumfærge pr. Dag i over 2.000 år,” sagde Paul Spudis, hovedundersøger for Mini-SAR, der talte på det årlige Lunar Forum på Ames Forskningscenter i juli.
Både Spudis og Ben Bussey, hovedundersøger for LROs Mini-RF delte billeder fra deres respektive instrumenter på Forumet og fremhæver polære kratere, der udviser usædvanlige radaregenskaber, der er i overensstemmelse med tilstedeværelsen af is.
De har fundet over 40 krater på Månens nordpol, der udviser disse egenskaber.
Begge instrumenter giver detaljer om det indre af skyggefulde kratre, som ikke kan ses i synligt lys. Især viser en måling kaldet cirkulær polarisationsforhold (CPR) karakteristika for radarekkoerne, som giver ledetråde til overfladenes overfladematerialers natur i mørke områder. Instrumenterne sender pulser af venstrepolariserede radiobølger for at måle Månens overfladegrahed. Mens glatte overflader sender en omvendt, højrepolariseret bølge tilbage, skaber ru områder venstrepolariserede bølger. Is, der er gennemsigtig for radiobølger, sender også venstrepolariserede bølger tilbage. Instrumenterne måler forholdet mellem venstre og højre cirkulær polariseret kraft sendt tilbage, hvilket er HLR.
Få steder - selv i vores solsystem - har en HLR større end 1, men sådanne steder har tykke isaflejringer, som f.eks. Martiske polarkapper eller de iskalde galileiske satellitter. De ses også i uslebne, klippede ejecta omkring friske, unge kratere, men der observerer videnskabsmænd også høj HLR uden for kraterranden, som i dette billede, nedenfor Main L-krateret på Månen.
Det meste af Månen har lav CPR, men snesevis af afvigende nordpolskrater, såsom et lille 8 km krater i det større Rozhdestvensky-krater, havde en høj HLR på indersiden med en lav HLR på fælgene. Det antyder, at noget materiale inden i kraterne snarere end overfladiskuhed forårsagede det høje HLR-signal.
"Geologisk set forventer vi ikke, at ru, friske overflader er til stede i en kraterkant, men fraværende uden for den," sagde Spudis. "Dette bekræfter, at den høje HLR i disse anomale krater ikke er forårsaget af overfladiskuhed, og vi fortolker dette til at betyde, at der findes vandis i disse krater."
Derudover skulle isen være flere meter tyk for at give denne underskrift. ”For at se denne forhøjede HLR-virkning, skal isen have en tykkelse i størrelsesordenen snesevis af bølgelængder af den anvendte radar,” sagde han. ”Vores radarbølgelængde er 12,6 cm, derfor tror vi, at isen skal være mindst to meter tyk og relativt ren.”
De seneste Mini-SAR-billeder (øverste billede) fra LRO bekræfter Chandrayaan-1-data med endnu bedre opløsning. Mini-RF, sagde Bussey, svarer til en kombination af Arecibo-observatoriet og Greenbank Radio-teleskopet når man ser på månen. ”Vores polarkampagne vil kortlægge fra 70 grader til polerne, og indtil videre er vi meget tilfredse med dataens dækning og kvalitet,” sagde Bussey.
Spudis sagde, at de ser mindre anamoløse kratere på Månens sydpol, men både han og Bussey ser frem til at sammenligne flere data mellem de to radarinstrumenter for at lære mere om de permanent skyggede kratere på Månen.
Derudover vil andre instrumenter på LRO også give indsigt i sammensætningen af disse anomale krater.
For mere information se disse NASA-websider:
NASA Radar finder isaflejringer ved Månens nordpol
Et køligt kig på et månekrater
