Miniatyrradiofrekvens (min-RF) radarinstrument ombord på Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) afslører nogle interessante ting om, hvordan der smelter form omkring kratere på Månen. Der vides meget om kratre og ejecta, fordi de udgør så spektakulære træk på planetoverfladerne. Men smelte er en temmelig mindre komponent i slagprocessen, og det ses derfor ikke så let. Der kendes derfor relativt lidt om slagsmeltning. Nu hjælper nye data fra mini-RF-radarinstrumentet med at udfylde dette vidensgap og tilbyder også indsigt i fremtidige landingspladser på Månen.
Radar er et aktivt fjernmålesystem, hvilket betyder, at det transmitterer et signal og derefter registrerer, hvad der springer tilbage, og giver information om de overflader, der blev stødt på. Hvis det transmitterede signal rammer en glat overflade, vil det returnerede signal have en polarisationsretning, der er modsat den, der blev transmitteret. Men hvis overfladen er ru, kan signalet hoppe mere end én gang og skifte polarisering hver gang, så den returnerede polarisering vil være den samme som de transmitterede signaler. Ved at kontrollere polariseringen af det transmitterede signal og overvåge polariseringen af de returnerede signaler, kan forskere beregne forholdet mellem samme sans og modsat forstand cirkulær polarisering, en parameter kaldet CPR. Glatte overflader har en lav HLR, mens ru overflader har en høj HLR.
Mini-RF transmitterer i radar S-båndet med en bølgelængde på 12,6 cm, og fortæller os således om overfladeruhed i 12,6 cm skalaen. For eksempel vil en sandstrand dækket med sandkorn, der er ca. 1-2 mm i størrelse (meget mindre end den transmitterede bølgelængde), se Mini-RF ud (have lave HLR-værdier) glat. Men en strand dækket med håndstore småsten (ca. størrelsen på den transmitterede bølgelængde) vil se ru ud (har høje HLR-værdier). Det er vigtigt at bemærke, at denne form for information ikke i øjeblikket er tilgængelig fra vores eksisterende billeddata, som selv på sit bedste kun kan løse ting på 50 cm skalaen. Desuden kan mini-RF-radaren trænge ind op til 1 m under overfladen, hvilket også giver information om nedgravede overflader.
I samarbejde med mini-RF-data har Dr. Lynn Carter og et team af forskere fra NASA Goddard Space Flight Center, Johns Hopkins University og Lunar and Planetary Institute taget et kig på virkningssmeltning omkring forskellige kratere. De fandt, at påvirkningen smelte damme og strømme har en tendens til at have HLR-værdier, der er større end omgivende ikke-smeltede regioner. Dette betyder, at mini-RF-data kan bruges til at hjælpe med at finde og identificere smeltematerialer, inklusive nedgravede materialer! Fra deres begrænsede undersøgelse har Dr. Carter og hendes team fundet, at påvirkning smelte damme og strømme er mere almindelige på Månen end tidligere var kendt. Med mere arbejde vil de være i stand til bedre at katalogisere antallet og størrelsen på smeltedammer og strømme omkring månekraterne, hvilket forbedrer vores forståelse af, hvor meget smelte der produceres ved påvirkninger, og hvordan den rejser.
Dr. Carter og hendes team fandt også, at inden for individuelle smeltedammer eller -strømme, kan ruhedens værdier variere. Grove overflader kan repræsentere sammenbinding af en delvist afkølet skorpe, når den skubbes af den stadig flydende smelte under. Sådanne trykrygge ses i jordbaserede lavastrømme. Glatte overflader kan repræsentere smelter, der afkøles hurtigt, eller de sidste smelter for at ankomme til en dam (og derfor ikke udsættes for at skubbe fra mere indstrømmende smelte). Men selv de "glatte" smelter, der forekommer ret flade i visuelle billeder, har en tendens til at have meget høje HLR-værdier, hvilket indikerer, at de faktisk er meget uslebne. Der er sandsynligvis en masse fast sten og ejecta-snavs (noget, vi ikke kan se i det aktuelt tilgængelige billedsprog), der er indkapslet i smeltematerialet for at gøre dem så ru i denne skala. For at forstå, hvordan denne form for overflade kan se ud, kan vi overveje jordbundne a'a-strømme (som faktisk er lidt mindre ru end månesmeltet).
Dette arbejde har vigtige konsekvenser for den fremtidige måneforsøg. Forestil dig, hvor vanskelig landing på en overflade, så robust ved en a'a-strøm, ville være. Dette er grunden til, at forskere på udvælgelse af steder arbejder meget hårdt på at identificere glatte områder, som rumfartøjer skal lande på. Men hvis overflader, der ser ekstremt glatte ud i visuelle billeder, faktisk er ru som en a’a-strøm, kan dette give et problem. Mini-RF-data kan være nyttige til at identificere sådanne uslebne regioner og fjerne dem fra overvejelse.
Kilde: Indledende observationer af månens påvirkning smelter og ejecta-strømme med Mini-RF-radaren, Carter et al., Journal of Geophysical Research V117, 2012, doi: 10.1029 / 2011JE003911.
