LCROSS беше необичайна мисия, тъй като разчиташе на въздействие, за да изучи планетарно тяло. Не само мисията не беше необичайна, но и изтласкваният ежекта, произведен от забиването на куха ракета на Кентавър в Луната.
„Нормалното въздействие с твърд удар се изхвърля отломките повече от нагоре, като обърнат абажур, който става все по-широк и по-широк, когато излиза“, казва Пит Шулц, от университета Браун и член на научния екип на LCROSS. „Но конфигурацията на кухия ударник - пуста ракета-бустер - създаде шлейф, който имаше както нисък ъгъл, но по-важното, така и наистина много висок ъгъл, който стреля почти право нагоре.“
Този висок шлейф повдига достатъчно отломките, така че е осветен от слънчева светлина и може да се изучава от космически кораби.
Въпреки че шумът не се виждаше от Земята, както беше рекламирано преди удара, той беше видян както от пастирския космически кораб LCROSS, така и от Лунния разузнавателен орбитър. Използването на изразходвания Кентавър не беше толкова от дизайна на мисията, колкото от използването на наличното. Но се оказа чудесен избор.
„Мисля, че имахме голям късмет“, каза Шулц пред Space Magazine в телефонно интервю тази седмица. „Мисля, че друг дизайн и може би сме постигнали съвсем различен резултат. На слънчевата светлина може да не са излезли много отломки и шумът би бил много временен. "
За да може остатъците да стигнат достатъчно високо, за да влязат в слънчева светлина, той трябваше да се издигне на около половин миля над дъното на кратера.
„За да направим това в перспектива“, каза Шулц, „трябваше да хвърлим отломки два пъти по-високи от височината на Sears Tower, най-високата сграда в САЩ. Сега Луната има по-малко гравитация, така че ако я върнем обратно на Земята и я сравним, това е все едно да се опитате да хвърлите топка до върха на Паметника на Вашингтон. Така че трябва да преодолеем много гравитация и се оказва, че това въздействие го е направило, тъй като използвахме кухи удари. "
Когато ракетният ускорител удари и кратерът започна да се оформя, лунната повърхност се срути и стреля нагоре - почти като струя - към слънчевата светлина, носейки със себе си летливите вещества, които бяха хванати в реголита.
За да разберат как ще изглежда въздействието, Шулц и неговият екип, в който е включен и аспирантът Брендън Хермалин, направиха малки въздействия и моделиране. Тестовете им бяха направени само няколко месеца преди действителното въздействие и използваха малки половин-инчови снаряди на различни повърхности.
„Повечето удари, когато ги моделираме, предполагаме, че ударите са твърди“, каза Шулц. „Правихме експерименти, както с твърди, така и с кухи снаряди и когато използвахме кухия снаряд, изпитахме истинска изненада. Ние не само видяхме отломките да се движат навън, но и нагоре. "
„Наистина не знаехме какво точно ще видим при действителното въздействие на LCROSS, но нашите тестове обясниха много“, продължи Шулц, „обяснявайки защо видяхме какво сме правили и защо видяхме плъха толкова дълго време , Ако беше излязъл като обърнат абажур или фуния, разширяваща се, отломките щяха да се издигнат и да се върнат назад и вероятно щяха да бъдат направени след около 20 секунди. Вместо това просто продължаваше. "
Но имаше някои очаквани моменти. Когато космическият кораб LCROSS се приближи до лунната повърхност, Тони Колапрет и екипът коригираха експозициите на камерите и екипът успя да види действително повърхността на Луната в последните секунди преди удара.
"Това беше страхотно", каза Шулц. „Това означава, че трябва да видим кратера, успяхме да вземем оценка колко голям е кратерът и има смисъл от казаното от нашите прогнози. Но успяхме да видим и останките от този висок ъгъл, който все още се връща на повърхността. Това трябва да е било изстреляно почти право в космоса и сега се връщаше към Луната. Видяхме го като много дифузен облак и видяхме останалите части от реголита да се връщат надолу, като чешма. За мен това беше най-вълнуващата част. "
Шулц каза, че е бил нервен по време на удара.
„Трябва да призная, бяхме на щифтове и игли“, каза той, „тъй като това беше нещо много по-голямо от експериментите с използването на половин инчови снаряди и не знаехме дали ще се увеличи. Ние се занимавахме с нещо, което приличаше на училищен автобус без деца на борда, които се блъскаха в Луната и не знаехме дали това ще се държи по същия начин като нашите по-малки модели. "
И въпреки че шлейфът действаше като моделите, имаше много изненади - както в удара, така и в това, което сега беше открито, че съществува в кратера на Cabeus.
"Знаехме кога ще удари повърхността - знаем колко бързо как вървим и къде сме над повърхността - и се оказа, че има забавяне, преди да видим светкавицата и това наистина беше изненада", Шулц казах. „Закъснението беше около половин секунда и след това отне около трета секунда, преди да започне да се повишава и да става по-ярко. Цялото нещо отне седем десети от секундата, преди да започне да става светло. Това е отличителен белег на пухкава повърхност. "
Шулц каза, че те знаят, че вероятно е била „пухкава“ повърхност от експериментите и моделирането и от сравненията с мисията „Дълбоко въздействие“, за която той е бил съ-изследовател.
„Едно от първите неща, които разбрахме, беше, че това не е вашият нормален реголит - това, което обикновено мислите за Луната“, каза Шулц. „Гледахме светкавицата и потърсихме какъв тип спектри виждаме. В спектрите има отпечатъци от състава на елементите и съединенията. Очаквахме поради ниската скорост, която всъщност нямаше да видим много. Но вместо това веднага получихме няколко удара, забелязахме внезапно излъчване на ОН, което е характеристика при тази дължина на вълната на страничен продукт от нагряване на вода. След това следващата експозиция от 2 секунди беше, когато нещата започнаха да се появяват, общият спектър стана по-ярък, което означаваше, че виждаме повече прах. Но тогава видяхме този голям гигантски връх на натрий, точно като маяк, много ярка натриева линия. "
И тогава имаше още две линии, които бяха много странни. „Най-добрата асоциация, която бихме могли да открием, е среброто“, каза Шулц. „Това беше изненада. Тогава всички тези други емисионни линии започнаха да се появяват, когато повече материал попадна на слънчева светлина. Това предполага, че ние хвърляхме праха на слънчевата светлина, а летливите вещества, които бяха замразени във времето, буквално в сенките на Кабей, се нагряваха и се освобождаваха. ”
Някои от тези съединения включват не само вода и ОН, но и неща като въглероден окис, въглероден диоксид и метан, „неща, които не мислим, когато говорим за Луната“, каза Шулц. „Това са съединения, за които се сещаме, когато мислим за кометите, така че сега сме в състояние, че може би това, което виждаме на полюсите, е резултат от дълга история на въздействията, които носят със себе си много от този тип материали. " (Прочетете нашето интервю с Тони Колапрет за повече информация за последните резултати на LCROSS.)
Но никой не е сигурен как Луната може да се придържа към тези летливи вещества и как те се оказват в полярните кратери.
За да разбере това, Шулц каза, че са необходими още мисии до Луната.
„Въпреки че астронавтите на Аполон бяха там, сега откриваме неща 40 години по-късно, които карат главата ни да откъсне от всичко това новата информация“, каза Шулц. "Това ще ви покаже, можете да посетите и да мислите, че знаете място, но трябва да се върнете и може би дори да живеете там."
Шулц каза, че като експериментатор човек никога не може да почувства самодоволство, но виждайки как действителният шум се държи точно като техните модели, той и екипът му бяха много щастливи. „Експериментите позволяват на природата да ви научи на уроци и затова са много интересни за правене. Ние се смиряваме почти всеки ден. "
