Shackleton (krater) - Shackleton (crater)

Shackleton
Księżycowy biegun południowy lato adnotated.jpg
Południowy biegun księżycowy sfotografowany przez instrument Diviner na Lunar Reconnaissance Orbiter . Shackleton jest na dole pośrodku.  Zdjęcie NASA .
Współrzędne 89°54′S 0°00′E / 89,9°S 0,0°E / -89,9; 0.0 Współrzędne : 89,9°S 0,0°E89°54′S 0°00′E /  / -89,9; 0.0
Średnica 21,0 km
Głębokość 4,2 km
Długość geograficzna 0 ° o wschodzie słońca
Eponim Ernest Shackleton

Shackleton to krater uderzeniowy , który leży u południowego bieguna na Księżycu . Szczyty wzdłuż krawędzi krateru są wystawione na prawie ciągłe światło słoneczne, podczas gdy wnętrze jest wiecznie w cieniu . Niskotemperaturowe wnętrze tego krateru działa jak pułapka zimna, która może wychwytywać i zamrażać substancje lotne wyrzucane podczas zderzeń komety z Księżycem. Pomiary wykonane przez sondę Lunar Prospector wykazały wyższe niż normalnie ilości wodoru w kraterze, co może wskazywać na obecność lodu wodnego. Nazwa krateru pochodzi od badacza Antarktyki Ernesta Shackletona .

Opis

Oś obrotu Księżyca przechodzi przez Shackleton, zaledwie kilka kilometrów od jego środka. Krater ma 21 km średnicy i 4,2 km głębokości. Z Ziemi jest oglądany z boku w rejonie nierównego, pokrytego kraterami terenu. Znajduje się w dorzeczu Bieguna Południowego-Aitken na masywie . Obręcz jest lekko podniesiona wokół otaczającej powierzchni i ma zewnętrzny wał, który został tylko lekko uderzony. Z krawędzią nie przecinają się żadne znaczące kratery i jest ona nachylona około 1,5° w kierunku 50-90° od Ziemi. Wiek krateru wynosi około 3,6 miliarda lat i znajdował się on w pobliżu południowego bieguna księżycowego przez co najmniej ostatnie dwa miliardy lat.

Ponieważ orbita Księżyca jest nachylona tylko o 5° od ekliptyki , wnętrze tego krateru jest pogrążone w wiecznej ciemności. Oszacowania obszaru w stałym cieniu uzyskano z badań radarowych na Ziemi. Szczyty wzdłuż krawędzi krateru są prawie stale oświetlane przez światło słoneczne, przez co około 80-90% każdej orbity Księżyca jest wystawione na działanie Słońca . Ciągle oświetlone góry nazwano szczytami wiecznego światła i przewiduje się, że istnieją od XX wieku.

Zacieniona część krateru została sfotografowana za pomocą kamery terenowej japońskiej sondy SELENE przy użyciu oświetlenia słonecznego odbitego od krawędzi. Wnętrze krateru składa się z symetrycznego nachylenia 30°, które prowadzi w dół do dna o średnicy 6,6 km. Garść kraterów wzdłuż wnętrza rozciąga się na nie więcej niż kilkaset metrów. Dno pokryte jest nierównym kopcem o grubości od 300 do 400 m. Szczyt centralny ma około 200 m wysokości.

Ciągłe cienie w kraterach na południu bieguna powodują, że dna tych formacji utrzymują temperaturę, która nigdy nie przekracza około 100 K. Dla Shackletona średnia temperatura wynosiła około 90 K, osiągając 88 K na dnie krateru. W tych warunkach, szacowany współczynnik strat z każdego lodu we wnętrzu będzie 10 -26 10 -27  m / s. Każda para wodna, która dociera tutaj po zderzeniu komety z Księżycem, byłaby trwale zamrożona na lub pod powierzchnią. Jednak albedo powierzchni dna krateru jest zgodne z dalszą stroną Księżyca, co sugeruje, że nie ma odsłoniętego lodu powierzchniowego.

Krater ten został nazwany na cześć Ernesta Henry'ego Shackletona , anglo-irlandzkiego badacza Antarktyki od 1901 roku do jego śmierci w 1922 roku. Nazwa została oficjalnie przyjęta przez Międzynarodową Unię Astronomiczną w 1994 roku. Pobliskie kratery to: Shoemaker , Haworth , de Gerlache , Sverdrup , Slatera i Faustiniego . Nieco dalej, na wschodniej półkuli Księżyca, znajdują się większe kratery Amundsen i Scott , nazwane na cześć dwóch innych wczesnych badaczy kontynentu Antarktydy .

Badanie

Shackleton na zdjęciu Clementine

Z perspektywy Ziemi krater ten leży wzdłuż południowego krańca Księżyca, co utrudnia obserwację. Szczegółowe mapowanie obszarów polarnych i odległej strony Księżyca pojawiło się dopiero po pojawieniu się na orbicie statku kosmicznego. Shackleton leży całkowicie na obrzeżach ogromnego basenu Biegun Południowy-Aitken , który jest jedną z największych znanych formacji uderzeniowych w Układzie Słonecznym . Ten basen ma ponad 12 kilometrów głębokości, a zbadanie jego właściwości może dostarczyć przydatnych informacji o wnętrzu Księżyca.

Neutronów spektrometr na pokładzie księżyca Prospector kosmicznych wykrywa się większe stężenia wodoru blisko północnych i południowych biegunów księżyca, w tym krateru Shackleton. Pod koniec tej misji, w lipcu 1999 roku, statek kosmiczny rozbił się w pobliskim kraterze Shoemaker w nadziei na wykrycie za pomocą teleskopów na Ziemi powstałego w wyniku uderzenia pióropusza zawierającego parę wodną. Zdarzenie nie wytworzyło żadnej wykrywalnej pary wodnej, co może wskazywać, że wodór nie jest w postaci uwodnionych minerałów lub że w miejscu uderzenia nie było lodu. Ewentualnie możliwe jest, że katastrofa nie wbiła się wystarczająco głęboko w regolit, aby uwolnić znaczne ilości pary wodnej.

Z obrazów krawędzi krateru wykonanych przez radary i statki kosmiczne z Ziemi wynika, że ​​Shackleton wydaje się być stosunkowo nienaruszony; podobnie jak młody krater, który nie uległ znacznej erozji w wyniku kolejnych uderzeń. Może to oznaczać, że wewnętrzne boki są stosunkowo strome, co może utrudnić poruszanie się po bokach pojazdu zrobotyzowanego. Ponadto możliwe jest, że podłoga wewnętrzna mogła nie zebrać znacznej ilości substancji lotnych od czasu jej powstania. Jednak inne kratery w pobliżu są znacznie starsze i mogą zawierać znaczne złoża wodoru , prawdopodobnie w postaci lodu wodnego. (Patrz na przykład Szewc (krater księżycowy) ) .

Badania radarowe poprzedzające i następujące po misji Lunar Prospector pokazują, że wewnętrzne ściany Shackleton są podobne pod względem odbijania światła do niektórych kraterów oświetlonych słońcem. W szczególności wydaje się, że otoczenie zawiera znaczną liczbę bloków w kocu wyrzutowym, co sugeruje, że jego właściwości radarowe są wynikiem chropowatości powierzchni, a nie osadów lodu, jak wcześniej sugerowano w eksperymencie radarowym z udziałem misji Clementine . Ta interpretacja nie jest jednak powszechnie akceptowana w środowisku naukowym. Obrazy radarowe krateru o długości fali 13 cm nie wykazują żadnych śladów osadów lodu wodnego.

Obrazowanie optyczne wewnątrz krateru zostało wykonane po raz pierwszy przez japońską sondę kosmiczną Kaguya w 2007 roku. Nie ma żadnych dowodów na istnienie znacznej ilości lodu wodnego, aż do rozdzielczości obrazu 10 m na piksel.

15 listopada 2008 r. 34-kilogramowa sonda wykonała twarde lądowanie w pobliżu krateru. Księżyc Impact Probe (MIP) została uruchomiona z indyjskiego Chandrayaan-1 kosmicznych i osiągnął powierzchnię 25 minut później. Sonda była wyposażona w wysokościomierz radarowy, system obrazowania wideo oraz spektrometr mas, który posłuży do poszukiwania wody.

Potencjalne zastosowania

Shackleton na zdjęciu LRO
Krater Shackletona zobrazowany przez radar naziemny

Niektóre miejsca wzdłuż obrzeża Shackletona otrzymują niemal stałe oświetlenie. W tych miejscach światło słoneczne jest prawie zawsze dostępne do przekształcenia w energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych , co potencjalnie czyni je dobrymi lokalizacjami do przyszłych lądowań na Księżycu . Temperatura w tym miejscu jest również bardziej korzystna niż na bardziej równikowych szerokościach geograficznych, ponieważ nie doświadcza dziennych ekstremalnych temperatur od 100 °C, gdy Słońce znajduje się nad głową, do nawet -150 °C podczas księżycowej nocy.

Chociaż eksperymenty naukowe przeprowadzone przez Clementine i Lunar Prospector mogą wskazywać na obecność wody w kraterach polarnych, obecne dowody są dalekie od ostatecznych. Wśród naukowców istnieją wątpliwości co do tego, czy wodór jest w postaci lodu, a także co do koncentracji tej „rudy” na głębokości pod powierzchnią. Rozwiązanie tego problemu będzie wymagało przyszłych misji na Księżyc. Potencjalna obecność wody sugeruje, że dno krateru można „wydobyć” w celu wydobycia złóż wodoru w postaci wody, towaru, którego dostarczanie bezpośrednio z Ziemi jest drogie.

Ten krater został również zaproponowany jako przyszłe miejsce dla dużego teleskopu na podczerwień . Niska temperatura dna krateru sprawia, że ​​idealnie nadaje się do obserwacji w podczerwieni, a ogniwa słoneczne umieszczone wzdłuż krawędzi mogą zapewniać niemal nieprzerwane zasilanie obserwatorium. Około 120 kilometrów od krateru leży 5-kilometrowa góra Malapert , szczyt, który jest nieustannie widoczny z Ziemi i który może służyć jako stacja radiowa, jeśli jest odpowiednio wyposażona.

W 2006 r. NASA określiła obwód Shackleton jako potencjalnego kandydata na swoją księżycową placówkę , pierwotnie planowaną do uruchomienia do 2020 r. i stale obsadzoną załogą do 2024 r. Lokalizacja promowałaby samowystarczalność mieszkańców Księżyca, jako wieczne światło słoneczne na biegunie południowym dostarczałaby energii do paneli słonecznych. Ponadto uważa się, że zacienione regiony polarne zawierają zamrożoną wodę niezbędną do spożycia przez ludzi i mogą być również zbierane do produkcji paliwa. Krater jest głównym kandydatem na miejsce lądowania w programie Artemis i może zostać zbadany przez załogę, która rozpocznie się w 2024 roku z pierwszą księżycową placówką w 2028 roku.

W kulturze popularnej

Krater Shackleton jest miejscem, w którym w telewizyjnym dramacie For All Mankind znajdowały się pierwsze załogowe amerykańskie i radzieckie bazy księżycowe . Było to również miejsce powstania pierwszej bazy księżycowej w Mass Effect . Wybrano ją jako lokalizację ze względu na hipotetyczne złoża lodu wodnego.

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne