Radar har blitt brukt siden 1960-tallet for å kartlegge månens overflate, men inntil nylig har det vært vanskelig å få et godt blikk på Månens poler. I 2009 kunne Mini-SAR-radarinstrumentet på Chandrayaan-1-romfartøyet kartlegge mer enn 95% av begge polene med 150 meter radaroppløsning, og nå Mini-RF-instrumentet på Lunar Reconnaissance Orbiter - som har 10 ganger Mini-SAR-oppløsningen - er omtrent halvveis i den første kartleggingskampanjen for høye oppløsninger av polene. De to instrumentene avslører at det sannsynligvis er store mengder vann i de permanent skyggelagte kratrene ved polene, med over 600 millioner tonn på nordpolen alene. "Hvis det ble omgjort til rakettdrivstoff, ville det være nok å starte ekvivalent med en romferge per dag i over 2000 år," sa Paul Spudis, hovedetterforsker for Mini-SAR, og holdt tale på det årlige Lunar Forum på Ames Forskningssenter i juli.
Både Spudis og Ben Bussey, hovedetterforsker for LROs Mini-RF delte bilder fra sine respektive instrumenter på Forumet, og fremhever polare kratere som viser uvanlige radaregenskaper i samsvar med isens nærvær.
De har funnet over 40 kratere på Månens nordpol som viser disse egenskapene.
Begge instrumentene gir detaljer om det indre av skyggelagte kratre, som ikke kan sees i synlig lys. Spesielt viser en måling kalt sirkulær polarisasjonsforhold (HLR) egenskapene til radarekoene, som gir ledetråder til overflatematerialenes natur i mørke områder. Instrumentene sender pulser av venstrepolariserte radiobølger for å måle overflatenuhet på månen. Mens glatte overflater sender tilbake en reversert, høyrepolarisert bølge, returnerer røffe områder venstrepolariserte bølger. Is, som er gjennomsiktig for radiobølger, sender også venstrepolariserte bølger tilbake. Instrumentene måler forholdet mellom venstre og høyre sirkulær polarisert kraft sendt tilbake, som er HLR.
Få steder - selv i solsystemet vårt - har en HLR større enn 1, men slike steder har tykke isavsetninger, for eksempel polske hetsler fra Mars, eller de isete galileiske satellittene. De sees også i grove, steinete ejekta rundt friske, unge kratere, men der observerer forskere også høy HLR utenfor kraterranden, slik som i dette bildet, nedenfor Main L-krateret på Månen.
Det meste av månen har lav HLR, men dusinvis av anomale nordpolskrater, som et lite 8 km krater i det større Rozhdestvensky-krateret, hadde en høy HLR på innsiden, med en lav HLR på felgene. Det tyder på at noe materiale i kratrene, snarere enn overflateruhet, forårsaket høye HLR-signal.
"Geologisk sett forventer vi ikke at røffe, friske flater vil være til stede i en kraterrand, men fraværende utenfor den," sa Spudis. "Dette bekrefter at den høye HLR i disse anomale kratrene ikke er forårsaket av overflateuhet, og vi tolker dette til at det er vannis i disse kratrene."
I tillegg må isen være flere meter tykk for å gi denne signaturen. "For å se denne høye HLR-effekten, må isen ha en tykkelse i størrelsesorden titalls bølgelengder til radaren som brukes," sa han. "Radarbølgelengden vår er 12,6 cm, derfor tror vi at isen må være minst to meter tykk og relativt ren."
Nylige Mini-SAR-bilder (toppbilde) fra LRO bekrefter Chandrayaan-1-dataene, med enda bedre oppløsning. Mini-RF, sa Bussey, tilsvarer en kombinasjon av Arecibo-observatoriet og Greenbank Radio-teleskopet når han ser på månen. "Polarkampanjen vår vil kartlegge fra 70 grader til polene, og så langt er vi veldig fornøyd med dekningen og kvaliteten på dataene," sa Bussey.
Spudis sa at de ser mindre anamoløse kratere på Månens sørpol, men både han og Bussey gleder seg til å sammenligne mer data mellom de to radarinstrumentene for å lære mer om de permanent skyggelagte kratrene på Månen.
I tillegg vil andre instrumenter på LRO også gi innsikt i sminke av disse anomale kratrene.
For mer informasjon se disse NASA-websidene:
NASA Radar Finner isinnskudd ved Moon's North Pole
Et kult blikk på et månekrater
