Obrazek wyróżniający: NASA Goddard/Intuitive Machines
Piątego sierpnia bieżącego roku doszło do nieplanowanego uderzenia zużytego górnego członu rakiety SpaceX Falcon 9, które doprowadziło do uformowania się nowego krateru na powierzchni Księżyca.
Ten konkretny stopień (część rakiety) oznaczony jako 2025-010D wystartował 15 stycznia 2025 roku. Jego zadaniem było wyniesienie w kosmos dwóch komercyjnych lądowników księżycowych – Blue Ghost-1 firmy Firefly Aerospace oraz Resilience japońskiej firmy ispace. Po wypełnieniu roli w misji pozostał w kosmosie, aż do momentu, gdy aktywność słoneczna i siły grawitacyjne zmusiły go do nieplanowanego lotu na Księżyc.
Zespół naukowców i badaczy określił na podstawie obliczeń, że prędkość styku wynosi około 2,4 km/s, a masa impaktora: około 4 tony. Takie uderzenia spowodowane działalnością człowieka zdarzają się co parę lat. Powierzchnia Księżyca zmienia się jednak również niezależnie od czynników ludzkich. Nasz satelita jest nieustannie bombardowany przez małe fragmenty asteroid i komet, ponieważ nie posiada atmosfery, która mogłaby je zatrzymywać.
Zdjęcia wykonane między 11 a 12 sierpnia z kamery wysokokątnej na pokładzie sondy Lunar Reconnaissance Orbiter. Obejmują obszar o szerokości ćwierć mili.
Zdjęcia zapewnione przez LRO
NASA opublikowała nowe, wysokiej rozdzielczości zdjęcia krateru i uzyskała informacje na temat jego rozmiaru. Informuje o tym po analizie zdjęć z Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) – bezzałogowej sondy kosmicznej. Jest ona umieszczona około 50 km nad powierzchnią i okrąża Księżyc po orbicie biegunowej w nieco mniej niż dwie godziny. Dlatego ważna była precyzja czasowa zaplanowanych zdjęć – gdyby kamera aktywowała się nawet 10 sekund nie w porę, krater pojawiłby się około 16 kilometrów od środka kadru.
Centrum Badań Obiektów Bliskich Ziemi (CNEOS) NASA ds. Dynamiki Układu Słonecznego (SSD) oszacował współrzędne szerokości i długości geograficznej uderzenia. Korzystając z tych danych, zespół operacyjny misji Korea Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO, znany również jako Danuri) Koreańskiego Instytutu Badań Aerokosmicznych (KARI) zaplanował serię zdjęć w celu odnalezienia nowopowstałego krateru uderzeniowego.
Cechy krateru
LRO udało się go zlokalizować – jego współrzędne to 19,4759°N, 266,7138°E, na 511 metrach wzniesienia – i sfotografować pod wieloma kątami i ze zmianą kąta padania światła, co dało możliwość zobaczenia unikalnych cech krateru. Dzięki temu dowiedzieliśmy się, że ma szerokość 18 metrów, a jego głębokość jest mniejsza niż 3 metry.
NASA Goddard/Intuitive Machines Zdjęcia ułożone są w kolejności ich wykonania, zaczynając od lewego górnego rogu i przesuwając się w kierunku prawego dolnego rogu, przy czym kąt padania światła słonecznego stopniowo zmienia się z jednego zdjęcia na drugie. Każde zdjęcie jest powiększone dwukrotnie i ukazuje obszar Księżyca szeroki na około 300 metrów.
Na zdjęciach widnieją ciemne i jasne smugi rozchodzące się z krateru. Ukazują one, jak uderzenie wzburzyło różne warstwy materiału skalnego. Księżyc jest pokryty warstwą zwaną regolitem, która zawiera luźne zwietrzałe skały, pył i okruchy. Górna część regolitu jest w stałej ekspozycji na wiatr słoneczny, galaktyczne promieniowanie kosmiczne i uderzenia mikrometeorytów.
Rozkład wyrzuconego materiału skalnego
Jasne i ciemne promienie rozchodzące się z krateru ukazują, jak uderzenie wzburzyło różne warstwy materiału księżycowego. Ciemniejsze smugi zawierają pył i skały z górnych 45 cm powierzchni. Z biegiem czasu materiał ten ulega zmianie pod wpływem wiatru słonecznego, galaktycznego promieniowania kosmicznego i niezliczonych uderzeń mikrometeorytów. Powoduje to długotrwałe zmiany chemiczne i optyczne do głębokości około 50 cm – powstają głównie nanocząstki żelaza metalicznego Fe⁰, które sprawiają, że powierzchnia staje się ciemniejsza i bardziej czerwonawa.
Rozkład wyrzuconego materiału skalnego zależy głównie od odległości radialnej, kąta uderzenia i grawitacji ciała niebieskiego. Około 50% całkowitej masy wyrzuconego materiału osadza się w odległości do 2 promieni krateru, a aż 80% znajduje się w promieniu 5,5 promienia krateru.
Jaśniejsze osady w pobliżu krawędzi pochodzą z większych głębokości. Ponieważ materiał ten był osłonięty pod ziemią, był wystawiony na działanie erozji kosmicznej znacznie krócej i wydaje się świeższy niż otaczająca go powierzchnia.
Gdy ciało uderza w powierzchnię Księżyca, cząstki zwietrzałej części regolitu są wyrzucane z dużą prędkością, a kiedy się zakopuje i eksploduje, wyrzuca głębszy materiał podpowierzchniowy. W tym kraterze ciemniejszy materiał prawdopodobnie pochodził z górnej warstwy regolitu, a jasny, zgromadzony na otoczce, z dolnej.
Zlokalizowanie krateru wymagało współpracy na skalę globalną. CNEOS wykorzystało tą kolizję jako możliwość do przetestowania przewidywań. Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA w Południowej Kalifornii stopniowo analizowało trajektorię, aż do zidentyfikowania miejsca uderzenia. Kilka godzin później zespół Korea Pathfinder Lunar Orbiter (Danuri) wykorzystał kamerę LUTI o wysokiej rozdzielczości do sfotografowania krateru, stwierdzając, że dokładność prognozy wynosiła około 1 km.
NASA/JPL-Caltech Zdjęcie NASA przedstawia dwa przewidywane obszary uderzenia górnego stopnia Falcona 9 w Księżyc. Obie elipsy mają 3,4 km długości i 0,64 km szerokości. Niebieska i czerwona wskazują przewidywane miejsca uderzenia, a cyjanowa kropka oznacza rzeczywisty punkt kolizji.
Choć uderzenie Falcona 9 było przypadkowe, dostarczyło naukowcom wyjątkowej okazji do obserwacji tego, jak w jednej chwili zmienia się powierzchnia Księżyca. Nowy krater to nie tylko ślad po kosmicznej kolizji, ale również świetne wyzwanie dla naukowców i dowód na to, jak wiele ludzkość jest dziś w stanie precyzyjnie obliczyć i oszacować.
Korekta – Alex Rymarski
