Der Shackleton-Krater am Südpol des Mondes war ein Rätsel, da sein permanent beschattetes Inneres es schwierig gemacht hat, das Innere zu erkennen. Mit neuen Beobachtungen mit dem Laserhöhenmesser des Raumfahrzeugs Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) hat ein Forscherteam das Innere des Kraters im Wesentlichen mit Laserlicht beleuchtet und dessen Albedo oder natürliches Reflexionsvermögen gemessen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass der Boden des Kraters ziemlich hell ist, eine Beobachtung, die mit dem Vorhandensein von Eis übereinstimmt. Tatsächlich kann Eis 22 Prozent des Materials auf dem Kraterboden ausmachen, wobei möglicherweise mehr Eis in die Kraterwände eingebettet ist.
"Wir haben beschlossen, das lebende Tageslicht aus diesem Krater heraus zu untersuchen", sagte Maria Zuber vom Massachuesetts Institute of Technology, die ein Team zur Untersuchung des Shackleton-Kraters leitete. "Aus der unglaublichen Dichte der Beobachtungen konnten wir eine äußerst detaillierte topografische Karte erstellen."
Für Laserhöhenmesser-Beobachtungen können Höhenkarten erstellt werden, indem die Zeit gemessen wird, die Laserlicht benötigt, um auf die Mondoberfläche und zurück zum Instrument zu reflektieren. Je länger es dauert, desto geringer ist die Höhe des Geländes. Mit diesen Messungen kartierte die Gruppe den Boden des Kraters und die Neigung seiner Wände.
Das Team verwendete über 5 Millionen Messungen, um eine detaillierte Karte zu erstellen.
Während der Boden des Kraters relativ hell war, stellten Zuber und ihre Kollegen fest, dass die Wände noch heller waren. Der Befund war zunächst rätselhaft. Wissenschaftler hatten gedacht, wenn sich Eis irgendwo in einem Krater befindet, befindet es sich auf dem Boden, wo kein direktes Sonnenlicht eindringt. Die oberen Wände des Shackleton-Kraters werden gelegentlich beleuchtet, wodurch sich angesammeltes Eis verdampfen kann. Eine vom Team angebotene Theorie zur Erklärung des Rätsels besagt, dass „Mondbeben“ - seismisches Schütteln durch Meteoriteneinschläge oder Gravitationsfluten von der Erde - möglicherweise dazu geführt haben, dass sich Shackletons Wände von älteren, dunkleren Böden gelöst haben und darunter neuere, hellere Böden freigelegt wurden. Die ultrahochauflösende Karte des Zuber-Teams liefert starke Hinweise auf Eis sowohl auf dem Boden als auch an den Wänden des Kraters.
"Es kann mehrere Erklärungen für die beobachtete Helligkeit im gesamten Krater geben", sagte Zuber. "Zum Beispiel kann neueres Material entlang seiner Wände freigelegt werden, während Eis mit seinem Boden vermischt werden kann."
Der Krater, benannt nach dem Antarktisforscher Ernest Shackleton, ist fast 20 km breit und über 3 km tief - ungefähr so tief wie die Ozeane der Erde. Zuber beschrieb das Innere des Kraters als "extrem robust ... es wäre nicht einfach, dort herumzukriechen."
Sie fügte hinzu, dass die neue topografische Karte den Forschern helfen wird, die Kraterbildung zu verstehen und andere unbekannte Bereiche des Mondes zu untersuchen.
"Ich werde nie über den Nervenkitzel hinwegkommen, wenn ich zum ersten Mal ein neues Terrain sehe", sagte Zuber. "Es ist diese Art von Motivation, die die Menschen dazu veranlasst, zunächst zu erforschen. Natürlich riskieren wir unser Leben nicht wie die frühen Entdecker, aber für viele Menschen gibt es eine große persönliche Investition in all dies. "
Ben Bussey, Mitarbeiter am Applied Physics Laboratory der Johns Hopkins University, sagte, dass die neuen Beweise für Eis im Shackleton-Krater tatsächlich dazu beitragen könnten, den Kurs für zukünftige Mondmissionen zu bestimmen.
"Eis in den Polarregionen ist seit einiger Zeit eine rätselhafte Sache ... Ich denke, dies ist ein weiterer Beweis für die Möglichkeit von Eis", sagt Bussey. "Um die Frage wirklich zu beantworten, müssen wir einen Mondlander senden. Diese Ergebnisse helfen uns bei der Auswahl, wohin ein Lander gesendet werden soll."
Und für jeden menschlichen Entdecker ist ein Krater wie Shackleton an den Mondpolen möglicherweise der beste Ort für eine Basis, da die Pole Regionen mit nahezu permanentem Sonnenlicht enthalten, die für die Stromversorgung benötigt werden, und Regionen mit nahezu permanenter Dunkelheit, die Eis enthalten - beides Das wären wesentliche Ressourcen für jede Mondkolonie.
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden heute im Journal Nature veröffentlicht.
Quellen: MIT, NASA
Bildunterschrift führen: Ansicht von oben (links) und schattiertem Relief (rechts) von Shackleton, einem permanent beschatteten Krater mit 21 km Durchmesser (12,5 Meilen Durchmesser) neben dem Mond-Südpol. Die Struktur des Kraterinneren wurde durch ein digitales Höhenmodell ermittelt, das aus über 5 Millionen Höhenmessungen mit dem Lunar Orbiter Laser Altimeter erstellt wurde. Bildnachweis: NASA / Zuber, M.T. et al., Nature, 2012
Zweite Bildunterschrift: Dies ist eine Höhenkarte des Shackleton-Kraters, die mit LRO Lunar Orbiter Laser Altimeter-Daten erstellt wurde. Die falschen Farben geben die Höhe an, wobei Blau am niedrigsten und Rot / Weiß am höchsten ist. et al., Nature, 2012
