Deze kaart toont het zwaartekrachtveld van de maan zoals gemeten door NASA's GRAIL-missie. Afbeelding tegoed: NASA / ARC / MIT
De eerste wetenschappelijke resultaten van NASA's dubbele GRAIL-maanbanen geven ongelooflijke details van het binnenste van de maan en de zwaartekrachtveldkaart met de hoogste resolutie van elk hemellichaam, inclusief de aarde.
De Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) -gegevens tonen oude interne structuren die voorheen onbekend waren, geven details die tot vijf ordes van grootte beter zijn dan eerdere studies van de maan, en leveren ongekende informatie over het oppervlak van de maan en het zwaartekrachtveld.
Het dubbele ruimtevaartuig, bijgenaamd Ebb en Flow, zendt radiosignalen naar elkaar en eventuele veranderingen in afstand tussen de twee terwijl ze om de maan cirkelen, worden gemeten, tot veranderingen van slechts 50 nanometer per seconde. "Dat is 1 / 20.000ste van de snelheid die een slak beweegt", zei Maria Zuber, hoofdonderzoeker van GRAIL, tijdens de Amerikaanse Geophysical Union-conferentie vandaag.
De nieuwe zwaartekrachtkaarten onthullen een overvloed aan kenmerken zoals tektonische structuren, vulkanische landvormen, bekkenringen, centrale toppen van kraters en talloze eenvoudige, komvormige kraters. Gegevens tonen ook aan dat het zwaartekrachtveld van de maan anders is dan dat van een terrestrische planeet in ons zonnestelsel.
De instrumenten op het GRAIL-ruimtevaartuig kunnen de planeet onderzoeken. Ongelooflijke video's die vandaag zijn uitgebracht, tonen een overvloed aan details waarvan het team zei dat ze nog maar net beginnen met studeren.
Het aftrekken van de zwaartekracht van oppervlakte-eigenschappen levert een zogenaamde Bouguer-zwaartekrachtkaart op. Wat overblijft is een weergave van massaafwijkingen in de maan als gevolg van variaties in korstdikte of manteldichtheid. In de video hierboven geven de prominente cirkelvormige hoge tonen aan de zijkant (in rood) de bekende massaconcentraties of 'mascons' aan, maar veel vergelijkbare nieuwe ontdekte verre kenmerken zijn ook zichtbaar.
"Achtennegentig procent van de lokale zwaartekracht wordt geassocieerd met topografie, terwijl twee procent andere zwaartekrachtskenmerken zijn," zei Zuber. "Je kunt de ogen van de maanmaskers zien, maar verder zien we een glad binnenoppervlak. De enige manier waarop dit kan gebeuren, is als inslagen op de vroege maan het binnenoppervlak verbrijzelen. '
Deze kaarten van de maan tonen de "Bouguer" -afwijkingen in de zwaartekracht zoals gemeten door NASA's GRAIL-missie. Afbeelding tegoed: NASA / JPL-Caltech / CSM
De Bougeur-zwaartekrachtkaart onthulde ook bewijs voor oude vulkanische activiteit onder het oppervlak van de maan en vreemde lineaire zwaartekrachtsafwijkingen.
"In de hellingen van de Bouguer-zwaartekrachtkaart zag ik elementen die we niet hadden verwacht", zegt Jeff Andrews-Hanna, mede-onderzoeker van GRAIL. “We identificeerden een grote populatie van lineaire zwaartekrachtsafwijkingen. We zien er geen uitdrukking van op topografische kaarten, dus leiden we af dat dit een oude interne structuur is. "
Een GRAIL-missie van NASA onthulde een lineaire zwaartekracht-anomalie die het Crisium-bassin aan de buurt van de maan doorsnijdt. De GRAIL-zwaartekrachtgradiëntgegevens worden links weergegeven, met de locatie van de anomalie aangegeven. Rood en blauw komen overeen met sterkere zwaartekrachtgradiënten. Topografische gegevens over hetzelfde gebied van NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter's Lunar Orbiter Laser Altimeter worden rechts getoond; deze gegevens vertonen geen teken van de zwaartekrachtafwijking. Krediet: NASA / JPL-Caltech / CSM
Bijvoorbeeld, dit beeld van Crisium Basin, dat een van de 'man op de maan' ogen vormt, de zwaartekrachtkaarten tonen een lineair kenmerk dat het bekken doorkruist, terwijl topografische kaarten geen dergelijk correlatief kenmerk vertonen. 'Dit vertelt ons de anomalie van de zwaartekracht die zich voor de inslag heeft gevormd,' zei Andrews-Hanna.
Deze kaarten van de nabije en verre kant van de maan tonen de zwaartekrachtgradiënten zoals gemeten door NASA's GRAIL-missie, en benadrukken een populatie van lineaire zwaartekrachtsafwijkingen. Afbeelding tegoed: NASA / JPL-Caltech / CSM
Uit aanvullende gegevens blijkt dat de binnenste korst van de maan bijna volledig is verpulverd. Lees er meer over in ons tweede artikel over de nieuwe GRAIL-resultaten.
Andere gegevens tonen aan dat de korst van de maan dunner is dan eerder werd gedacht.
"Met behulp van GRAIL-zwaartekrachtsgegevens ontdekten we dat de gemiddelde dikte van de korst 32-34 kilometer is, wat ongeveer 10 km minder is dan eerdere studies", zegt Mark Wieczorek, GRAIL Co-Investigator. “We ontdekten dat de massa van aluminium op de maan bijna hetzelfde is als die van de aarde. Dit komt overeen met een recente hypothese dat de maan is afgeleid van materialen van de aarde toen deze werd gevormd tijdens een gigantische impactgebeurtenis. ”
De GRAIL-missie van NASA nam deze viaductvideo boven het Mare Orientale-bekken van de maan van de aarde. Het werd verzameld door de MoonKAM aan boord van GRAIL's Ebb-ruimtevaartuig op 7 en 8 april 2012. Filmtegoed: NASA / JPL-Caltech / Sally Ride Science
Tijdens zijn belangrijkste missie draaiden de twee GRAIL-ruimtevaartuigen slechts 55 km boven het oppervlak van de maan. Deze korte afstand is de reden waarom GRAIL de beste zwaartekrachtveldgegevens produceert voor elke planeet, inclusief de aarde.
"GRACE verzamelt nog steeds geweldige gegevens over het zwaartekrachtveld van de aarde, maar omdat de aarde een atmosfeer heeft, moet GRACE in een baan om de 500 km draaien", zei Zuber. 'Er gaat niets boven een laag niveau.'
Zuber zei dat het GRAIL-team van GRACE heeft geleerd en 'enkele oordeelkundige verbeteringen' heeft kunnen aanbrengen. Ze stelde ook voor dat deze technologie voor elk planetair lichaam in het zonnestelsel zou moeten worden gebruikt en deed een verleidelijk idee opkomen: 'Stel je voor dat je de stromingen onder het oppervlak van Europa in kaart brengt', zei ze.
GRAIL voltooit de primaire wetenschappelijke missie in mei en werkt momenteel aan een uitgebreide missie waarbij de hoogte van de ruimtevaartuigen werd verlaagd tot slechts 23 km boven het oppervlak. "We openen een nieuw venster op het gebied van geofysica, en dus hoor je binnenkort resultaten van de nieuwe datasets", zegt Sami Asmar, GRAIL-teamlid.
Tijdens een AGU-conferentiesessie later op de dag onthulde Zuber dat het team morgen, 6 december 2012, het GRAIL-ruimtevaartuig tot slechts 11 km boven het maanoppervlak zal laten zakken.
Artist concept van GRAIL missie, met twee dubbele ruimtevaartuigen in tandem banen om de maan om zijn zwaartekrachtveld in ongekende details te meten. Afbeelding tegoed: NASA / JPL
De uitgebreide missie eindigt binnenkort, half december, en kort daarna zullen de twee ruimtevaartuigen opzettelijk op het maanoppervlak worden neergestort. Het team zei vandaag dat ze nog steeds ideeën aan het formuleren zijn voor het impactscenario en kijken naar de mogelijkheid om de crashes te richten, zodat ze zich binnen het gezichtsveld van instrumenten op NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter bevinden.
