Jó mélyen kutakodott a kínai holdjáró radarja

5797
A Yutu-2 rover visszanéz a Chang’e-4 holdszondára a 7. holdi napon. (Forrás: CNSA / CLEP)

A Chang’e-4 holdszonda szállt le a történelem során először a Hold túloldalán. Segítségével most megtudhatjuk, mi rejlik ott a felszín alatt.

A Yutu-2 rover Lunar Penetrating Radar elnevezésű műszere három különálló regolitréteget mutatott ki a Hold túlsó oldalán, a Kármán Tódor magyar származású gépészmérnök-alkalmazott matematikus-fizikusról elnevezett Von Kármán-kráterben.

A regolit laza anyag, aprózódott kőzetből és porból áll, amelyet nagyrészt az olyan űridőjárási tényezők hoztak létre, mint a mikrometeorit-becsapódás. Az Apollo és a Luna küldetések a Hold felénk néző oldalát vizsgálták. A kínai Chang’e-4 küldetés most a túloldalt vizsgálja, amelynek felszíne ősibb, és kráterekkel jobban tarkított, mint az az oldal, amit a Földről látunk.

A Science Advances folyóiratban nemrég megjelent egy tanulmány, amely a Yutu-2 rover első két holdi napon megtett útjának adatait dolgozza fel. Az eredmények alapján úgy látszik, hogy 12 méter mélyen a regolitot finom, laza lerakódás alkotja, helyenként nagyobb kőzetdarabokkal. A következő rétegben több nagyobb kőzetdarab található – ezek 24 méter mélyen jelennek meg. Az utolsó, legmélyebb szinten nagyobb, durvább lerakódások és finomabb szemcsék váltakozó rétegeit találjuk. Ezek a rétegek legalább 40 méteres mélységig váltogatják egymást. A kutatók szerint még tovább is, de a rover radarja ennél mélyebbre nem képes „látni”. A Hold története során végbement becsapódásokból származó törmelék szerepet játszhatott az eltérő szerkezetű rétegek kialakulásában, de más folyamatok, így felszín alatti strukturális változások is kialakíthatták.

Szerkezeti ábra a Hold túloldalának felszínéről. Három réteget különíthetünk el: a legfelső a megszokott regolit, a másodikban durvább anyagokat találunk beágyazott kőzetekkel, míg a legalsó rétegben finom és durvább rétegek váltják egymást. (Forrás: Chunlai Li et al. / Science Advances 2020)

A mérési adatokból megismerhetjük a regolitréteg vastagságát, amely helyről helyre eltérő lehet, és a kutatók szerint a néhány centimétertől a 100 méterig is terjedhet. A tanulmány társszerzője, Elena Pettinelli (Roma Tre University) hozzátette, hogy a regolit megismerése fontos az oxigénkivonáshoz is, ami akár a jövő űrhajósai számára, akár meghajtásra való felhasználás szempontjából hasznos lehet.

Ian Crawford (University of London) tudományos szempontból lenyűgözőnek találja az eredményeket: „Különösen érdekes annak a betemetett regolitrétegnek az azonosítása, amely az ősi krátertörmelék tetején rakódott le.” – mondta, majd hozzátette: „Ezek a rétegek elméletben megőrizhették az ősi napszél és kozmikus sugárzás részecskéit, amelyek információt szolgáltathatnak a Nap múltbéli fejlődéséről és a Naprendszer galaktikus környezetéről.” A betemetett regolitréteg elemzése a jövő feladata lesz, „de a kimutatásuk határozottan az első lépés” – jegyezte meg.

A Yutu-2 elődje, a 2013-as Chang’e-3 küldetés roverje szintén fel volt szerelve egy talajszerkezetet vizsgáló radarral. A Lunar Penetrating Radar műszer rádióhullámokat bocsát ki, amelyek áthatolnak a talajon, és a felszín alatti rétegekben található anyagokon visszaverődnek. A műszer a visszaverődés idejéből meg tudja állapítani az anyagrétegek mélységét és reflexiós képességét.

„Ezen a területen különösen mélyre hatolnak a rádióhullámok, ezért akár 40 méterig is leláthatunk.” – mondja Pettinelli. „A közelebbi részen, ahol a Chang’e-3 szállt le, már kevésbé.” A Chang’e-3 radarjának megfigyelései a Mare Imbrium Zi Wei-kráterében valóban csak 10 méterig használhatóak, ami arra utal, hogy a két szonda leszállási helyének geológiai története egészen máshogy alakult.

A Chang’e-4 holdszonda a Von Kármán-kráterben landolt. A közeli becsapódások során repülhetett szét az a törmelék, amely a Yutu-2 radarja által érzékelt felszín alatti rétegeket alkotja. (Forrás: Chunlai Li et al. / Science Advances 2020)

A Yutu-2 körülbelül 120 métert tett meg az első két holdi nap során, de február elejére már 367 méteren volt túl. Pettinelli szerint az újabb adatok további információkkal fognak szolgálni.

„A rover teljes útvonalának rétegvizsgálatait szeretnénk nyomon követni, hogy megtudjuk, miként változik a felszín, ha a rétegek vastagabbak vagy vékonyabbak, illetve, ha a geológiai jellegzetességek oldalirányban változnak. A legjobb az lenne, ha azonosíthatnánk a lerakódások alapját, és megismernénk az alattuk lapuló bazaltot.”

A Von Kármán-krátert valószínűleg az ősi vulkánkitörések következtében előtört bazalt borítja.

Míg a kettős frekvenciájú radarkészülék 60 és 500 MHz-en is működik, a jelenlegi tanulmány csak a magasabb frekvenciájú adatokat veszi figyelembe. A tanulmány társszerzője, Yan Su (Chinese Academy of Sciences) szerint új vizsgálati adatok várhatóak a mélyebb régiókról.

„Az alacsony frekvenciájú, 60 MHz-es sáv célja a néhány száz méter mélyen lévő talajszerkezet vizsgálata.” – mondja. A kutató úgy gondolja, hogy az alacsony frekvenciájú mérések igazolni fogják a magasabb frekvencián kapott vizsgálati eredményeket. Az alacsony frekvenciájú adatok azonban a rover fémszerkezete okozta zavarok miatt ellentmondásosak lehetnek.

A Yutu-2 rover útvonala a 13. holdi nap végéig. A térképet Phil Sooke készítette.

A Yutu-2 a lenyűgöző holdraszállást követő, 2019. januári beüzemelése óta járja a krátert. A Chang’e-4 leszállóhelye, a Tianhe Állomás a Von Kármán-kráter nagyjából egyenletes talajú, keleti régiójában helyezkedik el. Maga a kráter a déli pólusvidéken található Aitken-medence északnyugati részén, a Hold legnagyobb és legidősebb becsapódási területén helyezkedik el.

A talajszerkezetet vizsgáló radartól további eredményeket is várhatunk, és nem csak ebben a küldetésben. A NASA 2020-as marsjárója is fel lesz szerelve egy radarral. Egy ilyen berendezés a jövőbeni holdi küldetésekben is hasznos lesz, főként a vízjég kutatásához a Hold déli pólusán.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás