Шеклтон (кратер) - Shackleton (crater)

Shackleton
Лето на южном полюсе Луны annotated.jpg
Южный лунный полюс как изображено Прорицатель инструмент на Лунный разведывательный орбитальный аппарат. Шеклтон внизу в центре. НАСА Фото.
Координаты89 ° 54' ю.ш. 0 ° 00'E / 89,9 ° ю.ш.0,0 ° в.д. / -89.9; 0.0Координаты: 89 ° 54' ю.ш. 0 ° 00'E / 89,9 ° ю.ш.0,0 ° в.д. / -89.9; 0.0
Диаметр21.0 км[1]
Глубина4.2 км[1]
Colongitude0° на восходе солнца
ЭпонимЭрнест Шеклтон

Shackleton является кратер от удара что лежит в Южный полюс из Луна. Пики по краю кратера почти постоянно находятся под воздействием солнечного света, в то время как внутренняя часть постоянно находится в тени ( кратер вечной тьмы ). Низкотемпературная внутренняя часть этого кратера функционирует как холодная ловушка, которая может захватить и заморозить летучие вещества пролить во время комета удары по Луне. Измерения Лунный изыскатель космический корабль показал более высокое, чем обычно, количество водород внутри кратера, что может указывать на наличие водяного льда. Кратер назван в честь Антарктика исследователь Эрнест Шеклтон.

Описание

Ось вращения Луны находится внутри Шеклтона, всего в нескольких километрах от ее центра. Кратер имеет диаметр 21 км и глубину 4,2 км.[1] С Земли он виден с ребра в районе пересеченной местности с кратерами. Он расположен в Южный полюс - бассейн Айткен на массив.[2] Обод немного приподнят над окружающей поверхностью, и у него есть внешний вал, на который нанесен лишь легкий удар. Кратеры не пересекают ободок, и он наклонен примерно на 1,5 ° в направлении 50–90 ° от Земли.[1][3] Возраст кратера составляет около 3,6 миллиарда лет, и он находился в непосредственной близости от южного лунного полюса, по крайней мере, последние два миллиарда лет.[2]

Поскольку орбита Луны наклонена всего на 5 ° от эклиптика, внутренняя часть этого кратера находится в вечной тьме. Оценки площади постоянной тени были получены на основе радиолокационных исследований Земли.[4] Пики по краю кратера почти постоянно освещаются солнечным светом, при этом около 80–90% каждой лунной орбиты подвергаются воздействию солнечного света. солнце.[5] Непрерывно освещенные горы получили название пики вечного света и, как предсказывали, существуют с 1900-х годов.

Затененная часть кратера была снята камерой Terrain Camera Японский СЕЛЕН космический корабль, использующий освещение солнечного света, отраженного от оправы. Внутренняя часть кратера представляет собой симметричный уклон 30 °, который ведет вниз к дну диаметром 6,6 км. Горстка кратеров внутри простирается не более чем на несколько сотен метров. Дно покрыто неровной насыпью толщиной от 300 до 400 м. Высота центральной вершины около 200 м.[1][6]

Непрерывные тени в южных полярных кратерах заставляют дно этих образований поддерживать температуру, которая никогда не превышает примерно 100 К. Для Шеклтона средняя температура была определена как около 90 К, достигая 88 К на дне кратера. В этих условиях предполагаемая скорость потери льда в недрах будет 10−26 до 10−27 РС. Любой водяной пар, попадающий сюда после кометный удар на Луну будет постоянно замерзать на поверхности или под ней. Однако поверхность альбедо дна кратера совпадает с обратной стороной Луны, что говорит об отсутствии открытого льда.[1][7]

Кратер был назван в честь Эрнест Генри Шеклтон, Англо-ирландский исследователь Антарктида с 1901 года до его смерти в 1922 году. Название было официально принято Международный астрономический союз в 1994 г.[8] Ближайшие кратеры включают: Сапожник, Haworth, де Жерлаш, Свердруп, Slater, и Фаустини. Несколько дальше, в восточном полушарии ближней стороны Луны, находятся более крупные кратеры. Амундсен и Скотт, названный в честь двух других первых исследователей Антарктика континент.[9]

Исследование

Шеклтон в изображении Клементина

С точки зрения Земля, этот кратер расположен на южной конечность Луны, что затрудняет наблюдение. Подробное картографирование полярных регионов и дальней части Луны не производилось до появления орбитальных космических аппаратов. Шеклтон целиком находится в пределах огромного Южный полюс - бассейн Айткен, который является одним из крупнейших известных ударных образований в Солнечная система. Глубина этого бассейна составляет более 12 километров, и изучение его свойств может дать полезную информацию о лунных недрах.[10]

А нейтрон спектрометр на борту Лунный изыскатель космический корабль обнаружил повышенные концентрации водород недалеко от северного и южного полюсов Луны, включая кратер Шеклтон.[11] В конце этой миссии в июле 1999 года космический корабль врезался в ближайший кратер. Сапожник в надежде обнаружить с помощью наземных телескопов шлейф, созданный ударами и содержащий водяной пар. В результате удара не образовался какой-либо обнаруживаемый водяной пар, и это может указывать на то, что водород не находится в форме гидратированный минералы, или что в месте удара не было льда.[12] В качестве альтернативы, возможно, что авария произошла недостаточно глубоко в реголит для высвобождения значительного количества водяного пара.

Судя по снимкам края кратера с помощью радаров и космических аппаратов, Шеклтон выглядит относительно нетронутым; очень похоже на молодой кратер, который не подвергся значительной эрозии от последующих ударов. Это может означать, что внутренние стороны относительно крутые, что может затруднить перемещение по сторонам для роботизированного транспортного средства.[13] Кроме того, возможно, что внутренний пол не собрал значительное количество летучие вещества с момента его образования. Однако другие кратеры в окрестностях значительно старше и могут содержать значительные отложения водород, возможно, в виде водяного льда. (Увидеть Сапожник (лунный кратер), Например.)

Радар исследования до и после миссии Lunar Prospector показывают, что внутренние стены Шеклтона похожи в отражающие характеристики к тем из некоторых залитых солнцем кратеров. В частности, окружающая среда, по-видимому, содержит значительное количество блоков в его покрытии выброса, что позволяет предположить, что его радиолокационные свойства являются результатом шероховатости поверхности, а не отложений льда, как ранее предполагалось в ходе радиолокационного эксперимента с участием Клементина миссия.[14] Эта интерпретация, однако, не получила всеобщего согласия в научном сообществе.[15] Радиолокационные изображения кратера на длине волны 13 см не показывают наличия отложений водяного льда.[16]

Впервые оптическое изображение внутри кратера было выполнено японским лунным орбитальным кораблем. Кагуя в 2007 г. Не было никаких свидетельств наличия значительного количества водяного льда, вплоть до разрешения изображения 10 м на пиксель.[17][18]

15 ноября 2008 г. зонд массой 34 кг совершил жесткую посадку возле кратера.[19] В Зонд лунного удара (MIP) был запущен из Индии Чандраяан-1 космический корабль и достиг поверхности через 25 минут. Зонд оснащен радиолокационным высотомером, системой видеосъемки и масс-спектрометром, который будет использоваться для поиска воды.[20]

Возможное использование

Шеклтон в изображении МРО.
Кратер Шеклтона, полученный с Земли радар.

Некоторые участки вдоль края Шеклтона получают почти постоянное освещение. В этих местах солнечный свет почти всегда доступен для преобразования в электричество с помощью солнечные панели, потенциально делая их хорошими местами для будущего Высадки на Луну.[21] Температура в этом месте также более благоприятна, чем в более экваториальных широтах, поскольку здесь не бывает дневных экстремальных температур от 100 ° C, когда Солнце находится над головой, до -150 ° C в течение лунной ночи.

В то время как научные эксперименты проводились Клементина и Лунный изыскатель может указывать на присутствие воды в полярных кратерах, текущие данные далеко не окончательные. Среди ученых есть сомнения относительно того, находится ли водород в форме льда, а также относительно концентрации этой «руды» на глубине под поверхностью. Решение этого вопроса потребует будущих миссий на Луну. Потенциальное присутствие воды предполагает, что дно кратера могло быть «заминировано» на наличие отложений водород в форме воды, товар, который дорого доставлять прямо с Земли.

Этот кратер также был предложен в качестве будущего места для большого инфракрасный телескоп.[22] Низкая температура дна кратера делает его идеальным для инфракрасных наблюдений. солнечные батареи размещенный по краю мог обеспечить почти непрерывное питание обсерватории. Примерно в 120 километрах от кратера находится 5-километровый холм. Гора Малаперт, пик, который постоянно виден из Земля, и который мог бы служить радио ретрансляционная станция при соответствующем оборудовании.[23]

В 2006 г. НАСА назвал обод Шеклтона потенциальным кандидатом на его лунная застава, который планируется запустить к 2020 году и постоянно укомплектовывать экипажем к 2024 году. Местоположение будет способствовать самоокупаемости жителей Луны, поскольку постоянный солнечный свет на южном полюсе будет обеспечивать энергией солнечные батареи. Кроме того, считается, что затененные полярные районы содержат замороженную воду, необходимую для потребления человеком, и ее также можно собирать для производства топлива.[24] Кратер является одним из основных кандидатов на посадку Программа Artemis и может быть исследован экипажами, начиная с 2024 года с первого лунного форпоста в 2028 году.[25]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж Харуяма, Джуничи; Отаке, М .; Matsunaga, T .; Morota, T .; Honda, C .; Yokota, Y .; Pieters, C.M .; Hara, S .; и другие. (7 ноября 2008 г.). «Отсутствие обнаженного льда внутри кратера Шеклтона на Южном полюсе Луны». Наука. 322 (5903): 938–939. Bibcode:2008Sci ... 322..938H. Дои:10.1126 / science.1164020. PMID  18948501.
  2. ^ а б Spudis, Paul D .; Бусси, Бен; Плешиа, Джеффри; Жоссет, Жан-Люк; Бовивр, Стефан (2008). «Геология кратера Шеклтона и южного полюса Луны» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 35 (14): L14201. Bibcode:2008GeoRL..3514201S. Дои:10.1029 / 2008GL034468. Получено 2009-09-24.
  3. ^ "SMART-1 вид Шеклтона на Южном полюсе Луны". ESA / SMART-1. 13 января 2006 г.. Получено 2009-05-13.
  4. ^ Margot, J. L .; Кэмпбелл, Д. Б.; Юргенс, Р. Ф .; Слэйд, М.А. (1999). «Топография полюсов Луны по данным радиолокационной интерферометрии: обзор местоположений холодных ловушек». Наука. 284 (5420): 1658–1660. Bibcode:1999Научный ... 284.1658M. CiteSeerX  10.1.1.485.312. Дои:10.1126 / science.284.5420.1658. ISSN  0036-8075. PMID  10356393.
  5. ^ Spudis, P.D .; и другие. (Март 1995 г.). «Физическая среда Южного полюса Луны по данным Клементины: последствия для будущего исследования Луны». Конференция по лунной и планетарной науке. 26. С. 1339–1340. Bibcode:1995LPI .... 26.1339S.
  6. ^ Харуяма, Джуничи (2007). «Первое глобальное стерео изображение Луны». JAXA. Получено 2010-01-03.
  7. ^ Ingersoll, A. P .; Свитек, Т .; Мюррей, Б.С. (1992). «Устойчивость полярных морозов в сферических чашеобразных кратерах на Луне, Меркурии и Марсе». Икар. 100 (1): 40–47. Bibcode:1992Icar..100 ... 40I. Дои:10.1016 / 0019-1035 (92) 90016-Z. ISSN  0019-1035.
  8. ^ Блю, Дженнифер (25 июля 2007 г.). "Газетир планетарной номенклатуры". USGS. Получено 2007-08-05.
  9. ^ Бусси, Бен; Спудис, Пол (2004). Клементина Атлас Луны. Лондон: Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-81528-4.
  10. ^ Pieters, C.M .; и другие. (17–21 марта 2003 г.). "Возможности науки для отбора проб Южный полюс - бассейн Эйткена" (PDF). 34-я ежегодная конференция по лунной и планетарной науке. Лига-Сити, Техас. Получено 2009-05-13.
  11. ^ Feldman, W. C .; Морис, S; Binder, AB; Barraclough, BL; Эльфик, RC; Лоуренс, ди-джей (1998). "Потоки быстрых и эпитепловых нейтронов от Lunar Prospector: свидетельства наличия водяного льда на лунных полюсах". Наука. 281 (5382): 1496–1500. Bibcode:1998Научный ... 281.1496F. Дои:10.1126 / science.281.5382.1496. PMID  9727973.
  12. ^ Isbell, D .; Морс, Д .; Риш, Б. (13 октября 1999 г.). "Лунная вода по-прежнему остается загадкой". Наука @ НАСА. Получено 2009-05-13.
  13. ^ Zakrajsek, J. J .; и другие. (Март 2005 г.). «Концепции исследовательского вездехода и проблемы разработки». НАСА. Архивировано из оригинал на 2009-04-05. Получено 2009-05-13.
  14. ^ Кэмпбелл, Б. А .; Кэмпбелл, Д. Б. (2006). «Свойства реголита в южной полярной области Луны по данным 70-сантиметровой поляриметрии». Икар. 180 (1): 1–7. Bibcode:2006Icar..180 .... 1С. Дои:10.1016 / j.icarus.2005.08.018.
  15. ^ Спудис, Пол (2006). «Лед на Луне».
  16. ^ Кэмпбелл, Дональд Б.; Кэмпбелл, Брюс А .; Картер, Линн М .; Марго, Жан-Люк; Стейси, Николас Дж. С. (2006-10-19). «Нет доказательств наличия толстых отложений льда на южном полюсе Луны». Природа. 443 (7113): 835–837. Bibcode:2006Натура.443..835C. Дои:10.1038 / природа05167. PMID  17051213.
  17. ^ Харуяма, Джуничи; Отаке, М .; Matsunaga, T .; Morota, T .; Honda, C .; Yokota, Y .; Pieters, C.M .; Hara, S .; и другие. (2008-10-23). «Отсутствие обнаженного льда внутри кратера Шеклтона на Южном полюсе Луны». Наука. 322 (5903): 938–939. Bibcode:2008Sci ... 322..938H. Дои:10.1126 / science.1164020. PMID  18948501.
  18. ^ «月 周 回「 か ぐ や （SELENE） 」搭載 の 地形 カ メ ラ に シ ャ ッ ク ル ト ン タ 内 の 永久 氷 (Пресс-релиз) (на японском языке). ДЖАКСА. 24 октября 2008 г.. Получено 2009-05-13.
  19. ^ Макдауэлл, Джонатан (15 ноября 2008 г.). "Космический отчет Джонатана № 603". Отчет Джонатана о космосе. Получено 2008-11-16.
  20. ^ «Индия на Луне, Чандраяан MIP приземляется». Читрамала. 15 ноября 2008 г. Архивировано с оригинал 5 апреля 2009 г.. Получено 13 мая, 2009.
  21. ^ Bussey, D. B.J .; Робинсон, М. С .; Спудис, П. Д. (15–19 марта 2004 г.). «Идеальные места для посадки у полюсов Луны». 35-я конференция по лунной и планетарной науке. Лига-Сити, Техас. Bibcode:2004LPI .... 35.1582F.
  22. ^ Bussey, D. B.J .; Робинсон, М. С .; Спудис, П. Д. (10–19 октября 2002 г.). "Проектирование и создание инфракрасного телескопа Южного полюса Луны (LSPIRT)". 34-я научная ассамблея КОСПАР, Второй Всемирный космический конгресс. Хьюстон, Техас. Bibcode:2002cosp ... 34E.113V.
  23. ^ Sharpe, Burton L .; Шрунк, Дэвид Г. "Возвращение к горе Малаперт". Proceedings of Space 2002: Восьмая международная конференция и выставка по проектированию, строительству, эксплуатации и бизнесу в космосе. С. 129–135. Bibcode:2002spro.conf..129S.
  24. ^ Клугер, Джеффри (5 декабря 2006 г.). "Обещая Луну". CNN. Получено 13 мая, 2009.
  25. ^ Данбар, Брайан (2019-04-15). «Южный полюс Луны в местах посадки НАСА». НАСА. Получено 2019-11-14.

внешние ссылки