stringtranslate.com

Постоянно затененный кратер

Кратер Эрлангер на Луне является примером постоянно затененного кратера.

Постоянно затененный кратер — это углубление на теле Солнечной системы , внутри которого находится точка, всегда находящаяся в темноте. [1] [2]

По состоянию на 2019 год на Луне известно 324 постоянно затененных региона. [3] Такие регионы также существуют на Меркурии [4] и Церере [5] .

Расположение

Такой кратер должен быть расположен на высокой широте (близко к полюсу ) и находиться на теле с очень малым осевым наклоном . Луна имеет осевой наклон около 1,5°; Меркурий, 0,03°; [6] и Церера, около 4°. [7]

На Луне постоянная тень может существовать на широтах до 58°; около 50 постоянно затененных областей существуют в диапазоне широт 58°-65° для обоих лунных полушарий. [8]

Общая площадь постоянно затененных лунных областей составляет около 31 тыс. км2 , более половины из них находится в южном полушарии. [9]

Условия внутри кратеров

Кратеры вечной тьмы могут быть полезны для исследования космоса и колонизации , поскольку они сохраняют источники водяного льда [10] , который может быть преобразован в питьевую воду, пригодный для дыхания кислород и ракетное топливо. [11] Несколько таких кратеров показывают признаки водяного льда в своих недрах, включая кратеры Рождественский [12] и Кабеус [13] на Луне, а также кратер Джулинг на Церере. [14] Другие летучие вещества, помимо воды, также могут быть захвачены в таких кратерах, например, ртуть . [15] Миссия LCROSS дополнительно обнаружила самородное серебро и золото в постоянно затененных кратерах на Луне, вероятно, принесенные туда электростатическим переносом пыли, и некоторые неубедительные доказательства наличия платины . По оценкам, содержание золота в почвенной массе в этих кратерах составляет 0,52%, а ртути — 0,39%. Такое высокое содержание ртути было отмечено как возможная опасность для здоровья воды, полученной из постоянно затененных кратеров. [16]

Кратеры также могут содержать необычно высокую концентрацию гелия-3 . [17]

Анализ бизнес-кейса показывает, что добыча топлива в кратерах может стать прибыльным коммерческим предприятием . [18]

Кратер Шеклтон на Луне, снимок с наземного радара

В некоторых случаях пики вечного света расположены поблизости, что может быть выгодно для генерации солнечной энергии. Например, есть два пика около кратера Шеклтона , которые освещены в общей сложности ~94% лунного года. [19]

Постоянно затененные области имеют стабильную температуру поверхности. На Луне температура колеблется где-то на уровне или ниже 50 К (−223,2 °C; −369,7 °F). [20] Другая оценка температуры составляет от 25 до 70 К (−248,2 до −203,2 °C; −414,7 до −333,7 °F). [21] Низкие температуры делают эти области желанными местами для будущих инфракрасных телескопов. [22] [23] Для сравнения: точка кипения азота при атмосферном давлении составляет 77,09 К (−196,06 °C; −320,91 °F).

С другой стороны, компьютерное моделирование показывает, что мощные солнечные бури могут заряжать почву в постоянно затененных регионах вблизи лунных полюсов и, возможно, создавать «искры», которые могут испарять и плавить почву. [24] [25]

Существуют и другие уникальные проблемы таких регионов: темная среда, которая ограничивает способность марсоходов воспринимать окружающую среду, криогенный реголит, по которому может быть трудно передвигаться, и перебои со связью. [26]

Планетарная защита

В 2020 году НАСА присвоило статус «чувствительного местоположения» постоянно затененным областям Луны, чтобы избежать их загрязнения. [27] Институт SETI заключил контракт на управление мерами планетарной защиты для НАСА. [28]

Список

Компьютерная визуализация некоторых постоянно затененных областей

Ниже приведен неполный список таких кратеров:

Луна:

Меркурий:

Церера : [40]

Исследовательские миссии

Прошлое

В 2009 году LCROSS отправил ударный зонд в кратер Кабеус, что привело к обнаружению воды в выброшенном материале. [42]

В 2012 году проект по картированию Лайман-Альфа на борту лунного разведывательного орбитального аппарата НАСА обнаружил, что постоянно затененные области имеют пористую, порошкообразную поверхность, что указывает на наличие водяного льда. [43]

В 2018 году анализ результатов Moon Mineralogy Mapper подтвердил существование залежей водяного льда в постоянно затененных кратерах и расщелинах, причем их больше вблизи южного полюса. [44]

В 2022 году Lunar Flashlight был запущен в качестве дополнительной полезной нагрузки для миссии Hakuto-R Mission 1. [45] [46] Миссия Cubesat не смогла выйти на орбиту вокруг Луны, поскольку мусор заблокировал топливопроводы двигателей космического корабля. [47]

Текущий

Была создана камера под названием ShadowCam , способная делать снимки с высоким разрешением Постоянно затененных регионов. Это инструмент NASA, который летает на борту Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) с 2022 года. [48]

Планируется

Предложенная миссия Международной лунной обсерватории предполагает посадку вблизи кратера Малаперт. [49]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "LUNAR RECONNAISSANCE ORBITER: Permanently Shadowed Regions on the Moon" (PDF) . lunar.gsfc.nasa.gov . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Архивировано (PDF) из оригинала 25 августа 2014 года . Получено 5 декабря 2022 года .
  2. ^ "GMS: Постоянно затененные регионы Луны". 6 марта 2013 г.
  3. ^ «Атлас постоянно затененных регионов | Камера лунного разведывательного орбитального аппарата».
  4. ^ «Постоянно затененные, яркие для радаров области на Меркурии».
  5. ^ Шоргхофер, Норберт; Мазарико, Эрван; Платц, Томас; Пройскер, Франк; Шредер, Стефан Э.; Рэймонд, Кэрол А.; Рассел, Кристофер Т. (2016). «Постоянно затененные области карликовой планеты Церера». Geophysical Research Letters . 43 (13): 6783–6789. Bibcode : 2016GeoRL..43.6783S. doi : 10.1002/2016GL069368 .
  6. ^ Планетарные факты, на http://nssdc.gsfc.nasa.gov
  7. ^ Schorghofer, N.; Mazarico, E.; Platz, T.; Preusker, F.; Schröder, SE; Raymond, CA; Russell, CT (6 июля 2016 г.). «Постоянно затененные области карликовой планеты Церера». Geophysical Research Letters . 43 (13): 6783–6789. Bibcode : 2016GeoRL..43.6783S. doi : 10.1002/2016GL069368 .
  8. ^ Bussey, DBJ; Cahill, JTS; McGovern, JA; Spudis, PD (1 сентября 2012 г.). "Глобальный каталог постоянно затененных лунных регионов" (PDF) . EPSC Abstracts . 7 . Bibcode :2012epsc.conf..756B . Получено 5 декабря 2022 г. .
  9. ^ Кроуфорд, Ян (2015). «Лунные ресурсы: обзор». Прогресс в физической географии . 39 (2): 137–167. arXiv : 1410.6865 . Bibcode :2015PrPhG..39..137C. doi :10.1177/0309133314567585. S2CID  54904229.
  10. ^ «Впервые подтверждено наличие водяного льда на поверхности Луны!». Space.com . 21 августа 2018 г.
  11. ^ "Moon Mountain Seen as Prime Real Estate". www.space.com . Архивировано из оригинала 13 февраля 2006 года . Получено 12 января 2022 года .
  12. ^ Митчелл, Джули (2017). «Исследования водоносных сред на Луне и Марсе». Bibcode :2017PhDT.......229M. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  13. ^ "Миссия LCROSS находит воду - Planetary News | Планетарное общество". www.planetary.org . Архивировано из оригинала 22 января 2010 года . Получено 12 января 2022 года .
  14. ^ "NASA Dawn раскрывает последние изменения на поверхности Цереры". 14 марта 2018 г.
  15. ^ Рид-младший, Джордж У. (1999). «Не пейте воду». Метеоритика и планетарная наука . 34 (5): 809–811. Bibcode :1999M&PS...34..809R. doi : 10.1111/j.1945-5100.1999.tb01394.x .
  16. ^ Platts, Warren J.; Boucher, Dale; Gladstone, G. Randall (12 декабря 2013 г.). «Поиск самородных металлов в лунных полярных кратерах». 7-й симпозиум по использованию космических ресурсов . doi :10.2514/6.2014-0338. ISBN 978-1-62410-315-5.
  17. ^ Cocks, FH (2010). " 3 He в постоянно затененных лунных полярных поверхностях". Icarus . 206 (2): 778–779. Bibcode :2010Icar..206..778C. doi :10.1016/j.icarus.2009.12.032.
  18. ^ Сауэрс, Джордж Ф.; Дрейер, Кристофер Б. (2019). «Добыча льда в постоянно затененных регионах Луны». New Space . 7 (4): 235–244. Bibcode : 2019NewSp...7..235S. doi : 10.1089/space.2019.0002. S2CID  210245597.
  19. ^ Басси Д.Б.Дж., Макговерн Дж.А., Спудис П.Д., Нейш К.Д., Нода Х., Исихара Ю., Соренсен С.-А. (2010). «Условия освещенности южного полюса Луны получены с использованием топографии Кагуи». Икар . 208 (2): 558–564. Бибкод : 2010Icar..208..558B. дои :10.1016/j.icarus.2010.03.028.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  20. ^ «Вечная тьма возле Северного полюса | Камера лунного разведывательного орбитального аппарата».
  21. ^ «Проливая свет на постоянно затененные регионы | Камера лунного разведывательного орбитального аппарата».
  22. ^ "Жидкозеркальные телескопы на Луне | Управление научных миссий". Архивировано из оригинала 2011-03-23 ​​. Получено 2020-08-08 .
  23. ^ "Moon Mountain Seen as Prime Real Estate". www.space.com . Архивировано из оригинала 13 февраля 2006 года . Получено 12 января 2022 года .
  24. ^ «Солнечные бури могут вызвать возгорание почвы на полюсах Луны».
  25. ^ Jordan, AP; Stubbs, TJ; Wilson, JK; Schwadron, NA; Spence, HE; ​​Joyce, CJ (2014). «Глубокая диэлектрическая зарядка реголита в постоянно затененных областях Луны». Journal of Geophysical Research: Planets . 119 (8): 1806–1821. Bibcode : 2014JGRE..119.1806J. doi : 10.1002/2014JE004648. S2CID  53533526.
  26. ^ «Блуждание в постоянно затененных областях планетных тел». 4 декабря 2014 г.
  27. ^ "NASA выпускает новые руководящие принципы по защите Луны и Марса от земных микробов | Business Insider India". www.businessinsider.in . Архивировано из оригинала 2020-08-14.
  28. ^ "НАСА заключило контракт с Институтом SETI на поддержку планетарной защиты - НАСА".
  29. ^ «Вечная тьма возле Северного полюса | Камера лунного разведывательного орбитального аппарата».
  30. ^ «Проливая свет на постоянно затененные регионы | Камера лунного разведывательного орбитального аппарата».
  31. ^ Санин, А.Б.; Митрофанов И.Г.; Литвак, М.Л.; Малахов А.; Бойнтон, Западная Вирджиния; Чин, Г.; Дроге, Г.; Эванс, LG; Гарвин, Дж.; Головин Д.В.; Харшман, К.; МакКланахан, ТП; Мокроусов М.И.; Мазарико, Э.; Милих Г.; Нойманн, Г.; Сагдеев Р.; Смит, Делавэр; Старр, РД; Зубер, МТ (2012). «Испытание постоянно затененных лунных регионов на наличие водяного льда: результаты LEND от LRO». Журнал геофизических исследований: Планеты . 117 : н/д. Бибкод : 2012JGRE..117.0H26S. дои : 10.1029/2011JE003971. hdl : 2060/20140005994 . S2CID  130773165.
  32. ^ Санин, А.Б.; Митрофанов И.Г.; Литвак, М.Л.; Малахов А.; Бойнтон, Западная Вирджиния; Чин, Г.; Дроге, Г.; Эванс, LG; Гарвин, Дж.; Головин Д.В.; Харшман, К.; МакКланахан, ТП; Мокроусов М.И.; Мазарико, Э.; Милих Г.; Нойманн, Г.; Сагдеев Р.; Смит, Делавэр; Старр, РД; Зубер, МТ (2012). «Испытание постоянно затененных лунных регионов на наличие водяного льда: результаты LEND от LRO». Журнал геофизических исследований: Планеты . 117 : н/д. Бибкод : 2012JGRE..117.0H26S. дои : 10.1029/2011JE003971. hdl : 2060/20140005994 . S2CID  130773165.
  33. ^ "Moon Mountain Seen as Prime Real Estate". www.space.com . Архивировано из оригинала 13 февраля 2006 года . Получено 12 января 2022 года .
  34. ^ LJ Harcke; et al. (2001). "Радиолокационная визуализация Северного и Южного полюсов Меркурия на длине волны 3,5 см" (PDF) . Семинар по Меркурию: космическая среда, поверхность и недра (1097): 36. Bibcode : 2001mses.conf...36H.
  35. ^ JK Harmon; et al. (1994). «Радарное картирование полярных аномалий Меркурия». Nature . 369 (6477): 213–215. Bibcode :1994Natur.369..213H. doi :10.1038/369213a0. S2CID  4320356.
  36. ^ "Лед на Меркурии". NASA . Получено 13 августа 2016 г.
  37. ^ «НАСА — Вечная тьма кратера Петрония».
  38. ^ Новые доказательства наличия поверхностного водяного льда в мелкомасштабных холодных ловушках и в трех крупных кратерах в северной полярной области Меркурия, полученные с помощью Mercury Laser Altimeter, Ариэль Н. Дойч, Грегори А. Нойманн, Джеймс У. Хед . 14 сентября 2017 г. Geophysical Research Letters , том 44, выпуск 18. doi.org/10.1002/2017GL074723
  39. ^ «Постоянно затененные полярные кратеры». NASA/Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса/Институт Карнеги в Вашингтоне/Национальный центр астрономии и ионосферы, обсерватория Аресибо. 15 ноября 2012 г. Архивировано из оригинала 30 ноября 2012 г. Получено 20 июля 2021 г.
  40. ^ Шоргхофер, Норберт; Мазарико, Эрван; Платц, Томас; Пройскер, Франк; Шредер, Стефан Э.; Рэймонд, Кэрол А.; Рассел, Кристофер Т. (2016). «Постоянно затененные области карликовой планеты Церера». Geophysical Research Letters . 43 (13): 6783–6789. Bibcode : 2016GeoRL..43.6783S. doi : 10.1002/2016GL069368 .
  41. ^ "Тень кратера Джулинг". Лаборатория реактивного движения .
  42. ^ "Миссия LCROSS находит воду - Planetary News | Планетарное общество". www.planetary.org . Архивировано из оригинала 22 января 2010 года . Получено 12 января 2022 года .
  43. ^ «Тени Луны скрывают «пушистую» грязь и водяной лед». Space.com . 19 января 2012 г.
  44. ^ «Впервые подтверждено наличие водяного льда на поверхности Луны!». Space.com . 21 августа 2018 г.
  45. ^ "NASA изучает, как добывать воду на Луне". Space.com . 9 октября 2014 г.
  46. ^ «Большая ракета SLS НАСА вряд ли полетит раньше конца 2021 года». 17 июля 2019 г.
  47. ^ «Засоренные топливопроводы обрекли миссию NASA по запуску лунного спутника CubeSat». 9 августа 2023 г.
  48. ^ «Проливая свет на постоянно затененные регионы | Камера лунного разведывательного орбитального аппарата».
  49. ^ «Международная лунная обсерватория предложит новую астрофизическую перспективу». 12 августа 2017 г.

Внешние ссылки