LCROSS var et uvanlig oppdrag, ved at den stolte på en innvirkning for å studere et planetarisk legeme. Ikke bare var oppdraget uvanlig, så ble ejecta-plommen produsert ved å smelle en hul Centaur-rakettforsterker i Månen.
"En normal påvirkning med en solid påvirker kaster rusk ut mer enn opp, som en omvendt lampeskjerm som blir bredere og bredere når den går ut," sa Pete Schultz, fra Brown University og medlem av LCROSS vitenskapsteam. "Men konfigurasjonen av en hul støpejern - den tomme rakettforsterkeren - skapte en plysj som hadde både en lav vinkelrør men enda viktigere, også en virkelig fremtredende høyvinkelsrør som skjøt nesten rett opp."
Denne høye plommen forhøyet ruskene nok til at den ble opplyst av sollys, og kunne studeres av romfartøy.
Selv om plommen ikke ble sett fra Jorden, slik den ble annonsert før påvirkningen, ble den sett av både LCROSS-gjeterromfartøyet og Lunar Reconnaissance Orbiter. Å bruke den brukte Centaur var ikke så mye ved misjonsdesign som å bruke det som var tilgjengelig. Men det viste seg å være et godt valg.
"Jeg tror vi var ganske heldige," sa Schultz til Space Magazine i et telefonintervju denne uken. ”Jeg tror nok et design, og vi kan ha fått et veldig annet resultat. Ikke mye rusk kan ha kommet opp i sollyset, og plommen hadde vært veldig midlertidig. ”
For at ruskene skulle bli høye nok til å komme i sollys, måtte det reise seg omtrent en halv kilometer over bunnen av krateret.
“For å sette dette i perspektiv,” sa Schultz, “vi måtte kaste søppel opp to ganger høyden på Sears Tower, den høyeste bygningen i USA. Nå har månen mindre tyngdekraft, så hvis vi fører den ned til jorden og sammenligner den, er det som å prøve å kaste en ball til toppen av Washington Monument. Så det er mye tyngde å overvinne, og det viser seg at denne påvirkningen gjorde det fordi vi brukte en hul kollisator. ”
Da rakettforsterkeren traff og krateret begynte å danne seg, falt måneflaten sammen og skjøt oppover - nesten som en jet - mot sollyset, og førte med seg de flyktige stoffene som var fanget i regolitten.
For å finne ut hvordan innvirkningen kom til å se ut, gjorde Schultz og teamet hans, som inkluderte doktorgradsstudent Brendan Hermalyn, effekter og modellering i liten skala. Testene deres ble bare utført et par måneder før den faktiske påvirkningen, og brukte små halvtommers prosjektiler på forskjellige overflater.
"De fleste påvirkningene, når vi modellerer dem, antar vi at påvirkningene er solide," sa Schultz. ”Vi gjorde eksperimenter med både faste og hule prosjektiler, og da vi brukte det hule prosjektilet, hadde vi en virkelig overraskelse. Vi så ikke bare ruskene bevege seg utover, men også oppover. ”
"Vi visste egentlig ikke nøyaktig hva vi skulle se i den faktiske LCROSS-påvirkningen, men testene våre forklarte mye," fortsatte Schultz, "forklarte hvorfor vi så hva vi gjorde og hvorfor vi så røyken i så lang tid . Hvis det hadde kommet ut som en omvendt lampeskjerm eller en trakt som ekspanderte, ville søppelet kommet opp og gått ned igjen, og sannsynligvis ville det blitt gjort i løpet av omtrent 20 sekunder. I stedet fortsatte det å komme. ”
Men det var noen forventede øyeblikk. Da LCROSS hyrdende romfartøy nærmet seg månens overflate, justerte Tony Colaprete og teamet eksponeringene på kameraene, og teamet kunne faktisk se månens overflate i løpet av de siste sekundene før påvirkningen.
"Det var flott," sa Schultz. ”Det betyr at vi fikk se krateret, vi kunne få et estimat på hvor stort krateret var, og det var fornuftig med hva spådommene våre hadde sagt. Men vi var også i stand til å se restene av denne høye vinkelflommen som fortsatt vender tilbake til overflaten. Dette må ha blitt skutt nesten rett opp i verdensrommet, og var nå på vei tilbake til Månen. Vi så det som en veldig diffus sky, og så de gjenværende delene av regolitten komme tilbake, som en fontene. For meg var det den mest spennende delen. ”
Schultz sa at han var nervøs under innvirkningene.
"Jeg må tilstå, vi lå på pinner og nåler," sa han, "siden dette var noe mye større enn eksperimentene med å bruke halvtommers prosjektiler, og vi visste ikke om det skulle skalere opp. Vi hadde å gjøre med noe som så ut som skolebuss uten barn ombord som smalt inn i månen, og vi visste ikke om det kom til å oppføre seg på samme måte som våre mindre modeller. ”
Og selv om plommen fungerte som modellene, var det nok av overraskelser - både i påvirkningen og det som nå har blitt oppdaget å eksistere i Cabeus krater.
"Vi visste når det kom til å treffe overflaten - vi vet hvor raskt vi gikk og hvor vi var over overflaten - og det viste seg at det var en forsinkelse før vi så blinken, og det var virkelig en overraskelse," Schultz sa. ”Det var omtrent et halvt sekunders forsinkelse, og så tok det omtrent en tredjedel av sekunders forsinkelse før det begynte å stige og bli lysere. Det hele tok sju tidels sekund før det begynte å bli lyst. Det er kjennetegn på en fluffy overflate. ”
Schultz sa at de vet at det sannsynligvis var en "fluffy" overflate fra eksperimentene og modelleringen, og fra sammenligninger med Deep Impact-oppdraget, som han var en etterforsker for.
"En av de første tingene vi innså var at dette ikke er din normale regolit - det du vanligvis tenker på for månen," sa Schultz. ”Vi så på blinken, og vi så etter hvilken type spektre vi så. Spektrene har fingeravtrykk for sammensetningen av elementene og forbindelsene. Vi ventet på grunn av den lave hastigheten vi faktisk ikke ville se så mye. Men i stedet fikk vi øyeblikkelig et par treff, vi fikk se en plutselig utslipp av OH, som er et kjennetegn ved denne bølgelengden til et biprodukt av oppvarming av vann. Så var den neste 2-sekunders eksponeringen når ting begynte å skje, det totale spektret ble lysere, noe som betydde at vi så mer støv. Men så så vi denne store gigantiske toppen av natrium, akkurat som et fyrtårn, en veldig lys natriumlinje. ”
Og så var det to andre linjer som var veldig rare. "Den beste foreningen vi kunne finne er sølv," sa Schultz. “Det var en overraskelse. Så begynte alle disse andre utslippslinjene å vokse etter hvert som mer materiale kom i sollys. Dette antyder at vi kastet støvet i sollyset, og de flyktige stoffene som hadde blitt frosset i tid, bokstavelig talt, i skyggen av Cabeus varmer og ble løslatt. "
Noen av disse forbindelsene inkluderte ikke bare vann og OH, men også ting som karbonmonoksid, karbondioksid og metan, "ting som vi ikke tenker på når vi snakker om månen," sa Schultz. “Dette er forbindelser vi tenker på når vi tenker på kometer, så nå er vi i en posisjon som kanskje det vi ser ved polene er et resultat av en lang historie med påvirkninger som fører med seg mye av denne typen materiale. ” (Les intervjuet vårt med Tony Colaprete for mer om de siste LCROSS-resultatene.)
Men ingen er sikker på hvordan månen kan holde fast i disse flyktige stoffene og hvordan de havner i polare kratrene.
For å finne ut av det, sa Schultz at flere oppdrag til Månen er nødvendig.
"Selv om Apollo-astronautene var der, finner vi nå ting 40 år senere som får hodet til å knipse fra all den nye informasjonen," sa Schultz. "Det viser deg at du kan besøke og tro at du vet et sted, men du må gå tilbake og kanskje til og med bo der."
Schultz sa at man som eksperimentellist aldri kan føle seg selvmyk, men å se hvordan den faktiske plymen oppførte seg akkurat som modellene deres, han og teamet hans var veldig glade. "Eksperimenter lar naturen lære deg leksjoner, og det er derfor de er veldig interessante å gjøre. Vi blir ydmyket nesten daglig. ”
