Samling af det første globale kort over månens brint

Ved hjælp af data indsamlet for mere end to årtier siden har forskere fra Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) i Laurel, Maryland, udarbejdet det første komplette kort over brintoverflod på Månens overflade. Kortet identificerer to typer månematerialer, der indeholder forbedret brint og bekræfter tidligere ideer om månens brint og vand, herunder fund af, at vand sandsynligvis spillede en rolle i Månens oprindelige magma-havdannelse og størkning.

APLs David Lawrence, Patrick Peplowski og Jack Wilson brugte sammen med Rick Elphic fra NASA Ames Research Center orbitale neutrondata fra Lunar Prospector-missionen til at bygge deres kort. Sonden, som blev indsat af NASA i 1998, kredsede om Månen i halvandet år og sendte de første direkte beviser tilbage på forstærket brint ved månens poler, før den ramte månens overflade.

Når en stjerne eksploderer, frigiver den kosmiske stråler eller højenergiske protoner og neutroner, der bevæger sig gennem rummet med næsten lysets hastighed. Når disse kosmiske stråler kommer i kontakt med overfladen af ​​en planet eller en måne, bryder de atomer, der er placeret på disse kroppe, fra hinanden og sender protoner og neutroner flyvende. Forskere er i stand til at identificere et element og bestemme, hvor og hvor meget af det findes ved at studere bevægelsen af ​​disse protoner og neutroner.

"Forestil dig, at du spiller et spil pool, og stødbolden repræsenterer neutroner, og billardkuglerne repræsenterer brint," forklarede Lawrence. "Når du slår en billardkugle med din stødbold, stopper stødbolden med at bevæge sig, og billardkuglen skubbes i bevægelse, fordi begge genstande har samme masse. På samme måde, når en neutron kommer i kontakt med brint, dør den og holder op med at bevæge sig. , og brinten sendes i bevægelse. Så når vi ser et færre antal neutroner, der bevæger sig rundt, er det en indikation af, at der er brint til stede."

Holdet kalibrerede dataene for at kvantificere mængden af ​​brint ved det tilsvarende fald i neutroner målt af neutronspektrometeret, et af fem instrumenter monteret på Lunar Prospector for at færdiggøre gravitations- og sammensætningskort over Månen. Resultaterne blev offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Planets .

"Vi var i stand til at kombinere data fra månens jordprøver fra Apollo-missionerne med det, vi har målt fra rummet og endelig sammensat et fuldstændigt billede af månens brint for første gang," fortsatte Lawrence.

Holdets kort bekræfter forbedret brint i to typer månematerialer. Den første, på Aristarchus-plateauet, er hjemsted for Månens største pyroklastiske aflejring. Disse aflejringer er fragmenter af sten, der er udbrudt fra vulkaner, hvilket bekræfter tidligere observationer om, at brint og/eller vand spillede en rolle i månens magmatiske begivenheder. Den anden er sten af ​​KREEP-typen. KREEP er et akronym for månelavasten, der står for kalium (K), sjældne jordarters grundstoffer (REE) og fosfor (P).

"Da Månen oprindeligt blev dannet, er det stort set accepteret, at det var smeltet affald fra en enorm påvirkning af Jorden," sagde Lawrence. "Da det afkøledes, dannede der sig mineraler ud af smelten, og KREEP menes at være den sidste type materiale, der krystalliserer og hærder."

Lawrence, som var en del af det oprindelige hold, der studerede indledende data fra Lunar Prospector-missionen i 1998, sagde, at det tog tid at bygge videre på eksisterende bestræbelser på at færdiggøre et komplet kort over Jordens nærmeste nabo.

"At færdiggøre analysen tog et antal år," sagde Lawrence. "Da vi sorterede i alt, begyndte vi at lave rettelser til data, som vi opdagede ikke var brint. Vi gik tilbage og finjusterede tidligere analyser, og for en stor del var vi i stand til at gøre det på grund af opdagelser fra andre missioner. Vi bygger løbende videre på tidligere viden og træder ind på nyt territorium."

Dette nye kort fuldender ikke kun opgørelsen af ​​brint på Månen, men kan også føre til kvantificering af, hvor meget brint og vand der var til stede i Månen, da den blev født. I 2013 bekræftede APL-forskere også tilstedeværelsen af ​​vandis ved polerne på planeten Merkur ved hjælp af data fra neutronspektrometeret på det APL-byggede MESSENGER-rumfartøj. Disse opdagelser er vigtige ikke kun for at forstå solsystemet, men også i planlægningen af ​​fremtidens menneskelige udforskning af solsystemet. + Udforsk yderligere

Vand på månen?