Η μελέτη της NASA για τη βαρύτητα της Σελήνης προσφέρει καλύτερη ακρίβεια για μελλοντικές διαστημικές πτήσεις

Η αποστολή GRAIL της NASA μελετούσε το βαρυτικό πεδίο της Σελήνης για 9 μήνες, με εξαιρετικά αποτελέσματα – ανακάλυψε τις ογκώδεις περιοχές που προκαλούν ανωμαλίες στο βαρυτικό πεδίο της Σελήνης, καθιστώντας το ανομοιόμορφο.

Πλανητικά βαρυτικά πεδία

Η Γη, η Σελήνη και λίγο πολύ όλοι οι πλανήτες έχουν ακανόνιστο βαρυτικό πεδίο - πρώτα απ 'όλα επειδή δεν είναι απόλυτα σφαιρικοί και, δεύτερον, λόγω πλευρικών ή/και κάθετων διακυμάνσεων στο υπέδαφος.

Το θέμα των μετρήσεων του πλανητικού βαρυτικού πεδίου είναι να ανιχνεύουν ανώμαλες τιμές, οι οποίες προκαλούνται από ανώμαλες κατανομές πυκνότητας. Βασικά αυτό που κάνετε είναι να δημιουργήσετε ένα βαρυτικό μοντέλο της Γης, και κάθε περιοχή που έχει διαφορετική τιμή από το μοντέλο ονομάζεται ανωμαλία. Γιατί συμβαίνει αυτό;

Λοιπόν, όπως η επιφάνεια της Γης δεν είναι επίπεδη, και έχει θάλασσες και βουνά και λόφους, το όριο μεταξύ του μανδύα και του φλοιού δεν είναι επίσης επίπεδο. Κάθε φορά που ο φλοιός παχύνεται, για παράδειγμα κάτω από ορογενείς ζώνες (ας πούμε μερικά βουνά), θα έχετε μια αρνητική βαρυτική ανωμαλία. Γιατί? Επειδή ο φλοιός σπρώχνει βαθύτερα στον μανδύα και ο φλοιός δεν είναι τόσο πυκνός όσο ο μανδύας. Για να το θέσω αλλιώς, η πυκνότητα της ρίζας του βουνού είναι μικρότερη από αυτή του γύρω μανδύα. Συνήθως, στη Γη, οι μεγάλες ανωμαλίες είναι αρνητικές.

Τα θετικά τείνουν να είναι πιο τοπικά, αν και αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Μια αραίωση του φλοιού, όπως για παράδειγμα σε ένα hotspot, θα δημιουργήσει μια θετική ανωμαλία βαρύτητας. Μικρότερα χαρακτηριστικά, όπως κοιτάσματα μεταλλεύματος με μεγαλύτερη πυκνότητα από τα γύρω χαρακτηριστικά, θα προκαλέσουν επίσης θετικές ανωμαλίες.

Η αποστολή GRAIL

Όπως είχαμε γράψει πριν από λίγους μήνες, η αποστολή GRAIL αποτελούνταν από δύο δορυφόρους, τους Ebb και Flow, οι οποίοι είχαν την αποστολή να χαρτογραφήσουν το βαρυτικό πεδίο της Σελήνης. Ήταν πολύ επιτυχημένοι, αποκαλύπτοντας τις τεράστιες αόρατες περιοχές που κάνουν τη βαρύτητα του φεγγαριού ανομοιόμορφη, ένα φαινόμενο που επηρεάζει τις λειτουργίες των διαστημοπλοίων που βρίσκονται σε τροχιά στη Σελήνη. Η κατανόηση αυτών των ευρημάτων και η ενσωμάτωσή τους στο πλαίσιο δεν μπορεί μόνο να βοηθήσει μελλοντικές αποστολές σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, αλλά και αποστολές γύρω από άλλα ουράνια σώματα.

Το Ebb and Flow εντόπισαν επακριβώς τις τοποθεσίες μεγάλων, πυκνών περιοχών που ονομάζονται συγκεντρώσεις μάζας ή μάσκες, οι οποίες χαρακτηρίζονται από ισχυρή βαρυτική έλξη. Αυτές οι επιφάνειες δεν μπορούν να ανιχνευθούν με άλλες μεθόδους, όπως οπτικές ή υπέρυθρες κάμερες.

Αυτές οι περιοχές με θετικές ανώμαλες τιμές δεν είναι αποτέλεσμα λέπτυνσης του φλοιού, αλλά μάλλον αποτελούν απολιθώματα πρόσκρουσης αστεροειδών.

Αν κοιτάξετε την παραπάνω εικόνα, θα παρατηρήσετε εύκολα τα μοτίβα που έχουν οι μασκόν στους χάρτες της βαρύτητας:έχουν θετικό κέντρο που μοιάζει με ταύρο, που περιβάλλεται από ένα δαχτυλίδι αρνητικών τιμών. Ένα δαχτυλίδι με πλεόνασμα βαρύτητας περιβάλλει το bull’s-eye και τον εσωτερικό δακτύλιο. Αυτό είναι ένα φυσικό αποτέλεσμα της εκσκαφής κρατήρα, της κατάρρευσης και της ψύξης μετά από πρόσκρουση. Το θετικό "μάτι του ταύρου" προκαλείται από σεληνιακό υλικό που έχει λιώσει από τη θερμότητα μιας πρόσκρουσης αστεροειδούς πριν από πολύ καιρό.

Όχι μόνο η Σελήνη

Η Γη προστατεύεται τουλάχιστον εν μέρει από τέτοιες κρούσεις χάρη στην ατμόσφαιρα, και δεδομένου ότι ο πλανήτης μας είναι τεκτονικά ενεργός, ακόμα κι αν τέτοια γεγονότα θα είχαν λάβει χώρα στα πρώτα χρόνια του πλανήτη μας, πιθανότατα δεν θα μπορούσαμε να βρούμε τα σημάδια τώρα.

Αλλά μασκόν έχουν επίσης εντοπιστεί (ή τουλάχιστον θεωρηθεί) σε άλλους πλανήτες, όπως ο Άρης και ο Ερμής.

Αφού εκπλήρωσαν τις αποστολές τους, το Ebb and Flow δυστυχώς συνετρίβη στη Σελήνη, επειδή αυτό ήταν πιο οικονομικά βιώσιμο από το να τους σώσει.