Shackleton-krateret på Månens sørpol har vært noe av en gåte, ettersom det permanent skyggede interiøret har gjort det vanskelig å oppdage hva som er inni. Men med nye observasjoner som bruker laserhøydemåleren på romfartøyet Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), har et team av forskere i det vesentlige belyst kraterets indre med laserlys, måling av albedo eller naturlig refleksjon. Forskerne fant at kraterets gulv er ganske lyst, en observasjon som stemmer overens med isens nærvær. Faktisk kan is utgjøre 22 prosent av materialet på kraterbunnen, med muligens mer is innebygd i kraterets vegger.
"Vi bestemte oss for at vi skulle studere levende dagslys ut av dette krateret," sa Maria Zuber fra Massachuesetts Institute of Technology, som leder et team for å studere Shackleton Crater. "Fra den utrolige tettheten av observasjoner klarte vi å lage et ekstremt detaljert topografisk kart."
For laserhøydemålerobservasjoner kan høydekart lages ved å måle tiden det tar for laserlys å sprette ned til Månens overflate og tilbake til instrumentet. Jo lengre tid det tar, jo lavere er terrengets høyde. Ved hjelp av disse målingene kartla gruppen kraterets gulv og skråningen på veggene.
Teamet brukte over 5 millioner målinger for å lage sitt detaljerte kart.
Mens kratergulvet var relativt lyst, observerte Zuber og hennes kolleger at veggene var enda lysere. Funnet var først underlig. Forskere hadde trodd at hvis is befant seg noe sted i et krater, ville det være på gulvet, hvor intet direkte sollys trenger inn. De øvre veggene i Shackleton-krateret lyses av og til, noe som kan fordampe all is som samler seg. En teori som teamet tilbyr for å forklare puslespillet, er at "måneskjæringer" - seismisk risting forårsaket av meteorittpåvirkning eller gravitasjonsvann fra jorden - kan ha fått Shackletons vegger til å sløffe av eldre, mørkere jord, og avsløre nyere, lysere jord under. Zubers teams ultrahøyoppløselige kart gir sterk bevis for is på både kraterets gulv og vegger.
"Det kan være flere forklaringer på den observerte lysstyrken i hele krateret," sa Zuber. "For eksempel kan nyere materiale bli eksponert langs veggene, mens is kan blandes inn med gulvet."
Krateret, oppkalt etter den antarktiske oppdageren Ernest Shackleton, er nesten 20 km bred og over 3 km (2 miles) dypt - omtrent like dypt som jordens hav. Zuber beskrev kraterets indre som "ekstremt robust ... Det ville ikke være lett å krype rundt der inne."
Hun la til at det nye topografiske kartet vil hjelpe forskere med å forstå kraterdannelse og studere andre ikke-kartede områder av månen.
"Jeg vil aldri komme over spenningen når jeg ser et nytt terreng for første gang," sa Zuber. "Det er den slags motivasjon som får folk til å utforske til å begynne med. Selvfølgelig risikerer vi ikke livene våre som de tidlige oppdagelsesreisende gjorde, men det er en stor personlig investering i alt dette for mange mennesker. "
Ben Bussey, stabsforsker ved Johns Hopkins Universitys Applied Physics Laboratory, sa at det nye beviset for is i Shackleton-krateret faktisk kan bidra til å bestemme løpet for fremtidige måneoppdrag.
"Is i polarområdene har vært på en måte en gåtefull ting i lang tid ... Jeg tror dette er et annet bevis for muligheten for is," sier Bussey. "For å virkelig svare på spørsmålet, må vi sende en månelander, og disse resultatene vil hjelpe oss å velge hvor vi skal sende en lander."
Og for alle mennesker som oppdager, kan et krater som Shackleton ved månepolene godt være det beste stedet for en base, ettersom polene inneholder områder med nesten permanent sollys som er nødvendig for kraft, og regioner med nesten permanent mørke som inneholder is - begge deler av som ville være viktige ressurser for enhver månekoloni.
Teamets forskning ble publisert i dag i Journal Nature.
Kilder: MIT, NASA
Bly bildetekst: Høyde (venstre) og skyggelagt relieff (høyre) bilde av Shackleton, et 21 km-diameter (12,5 mil-diameter) permanent skyggelagt krater ved siden av den månefull sørpolen. Strukturen i kraterets indre ble avslørt av en digital høydemodell konstruert fra over 5 millioner høydemålinger fra Lunar Orbiter Laser Høydemåler. Kreditt: NASA / Zuber, M.T. et al., Nature, 2012
Andre bildetekst: Dette er et høydekart over Shackleton-krater laget med LRO Lunar Orbiter Laser Altimeter-data. De falske fargene indikerer høyde, med blå laveste og rød / hvit høyest. et al., Nature, 2012
