De Shackleton-krater op de zuidpool van de maan was een beetje een raadsel, omdat het permanent beschaduwde interieur het moeilijk maakte om te detecteren wat erin zit. Maar met nieuwe waarnemingen met behulp van de laserhoogtemeter op het Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ruimtevaartuig, heeft een team van onderzoekers het interieur van de krater in wezen verlicht met laserlicht, het meten van zijn albedo of natuurlijke reflectie. De wetenschappers ontdekten dat de vloer van de krater vrij helder is, een waarneming die overeenkomt met de aanwezigheid van ijs. In feite kan ijs 22 procent van het materiaal op de kraterbodem uitmaken, met mogelijk meer ijs ingebed in de kraterwanden.
"We besloten dat we de levende daglichten uit deze krater zouden bestuderen", zegt Maria Zuber van het Massachuesetts Institute of Technology, die een team leidde om Shackleton Crater te bestuderen. "Door de ongelooflijke dichtheid van waarnemingen konden we een extreem gedetailleerde topografische kaart maken."
Voor laserhoogtemeterwaarnemingen kunnen hoogtekaarten worden gemaakt door de tijd te meten die het laserlicht nodig heeft om naar het maanoppervlak en weer terug naar het instrument te stuiteren. Hoe langer het duurt, hoe lager de hoogte van het terrein. Met behulp van deze metingen bracht de groep de vloer van de krater en de helling van de muren in kaart.
Het team heeft meer dan 5 miljoen metingen gebruikt om hun gedetailleerde kaart te maken.
Hoewel de vloer van de krater relatief helder was, merkten Zuber en haar collega's op dat de muren nog helderder waren. De bevinding was aanvankelijk raadselachtig. Wetenschappers hadden gedacht dat als er ergens in een krater ijs zou zijn, het op de grond zou zijn, waar geen direct zonlicht binnenkomt. De bovenwanden van de Shackleton-krater worden af en toe verlicht, waardoor eventueel opgehoopt ijs kan verdampen. Een theorie die door het team werd aangeboden om de puzzel uit te leggen, is dat 'maanbevingen' - seismisch schudden veroorzaakt door meteorietinslagen of zwaartekracht getijden van de aarde - de muren van Shackleton mogelijk hebben doen afsterven van oudere, donkerdere grond, waardoor nieuwere, helderdere grond eronder zichtbaar wordt. De kaart met ultrahoge resolutie van het team van Zuber levert sterk bewijs voor ijs op zowel de vloer als de muren van de krater.
'Er kunnen meerdere verklaringen zijn voor de waargenomen helderheid in de krater', zegt Zuber. "Er kan bijvoorbeeld nieuwer materiaal langs de muren worden blootgesteld, terwijl ijs kan worden vermengd met de vloer."
De krater, genoemd naar de Antarctische ontdekkingsreiziger Ernest Shackleton, is bijna 20 km breed en meer dan 3 km diep - ongeveer zo diep als de oceanen van de aarde. Zuber beschreef het interieur van de krater als "extreem robuust ... Het zou niet gemakkelijk zijn om daar rond te kruipen."
Ze voegde eraan toe dat de nieuwe topografische kaart onderzoekers zal helpen de vorming van kraters te begrijpen en andere onbekende gebieden van de maan te bestuderen.
'Ik kom nooit over de spanning als ik voor het eerst een nieuw terrein zie', zei Zuber. "Het is dat soort motivatie dat ervoor zorgt dat mensen beginnen met verkennen. Natuurlijk riskeren we niet ons leven zoals de vroege ontdekkingsreizigers deden, maar er is voor veel mensen een grote persoonlijke investering in. ''
Ben Bussey, stafwetenschapper bij het Applied Physics Laboratory van de Johns Hopkins University, zei dat het nieuwe bewijs voor ijs in de Shackleton-krater inderdaad kan helpen bij het bepalen van de koers voor toekomstige maanmissies.
"IJs in de poolgebieden is al enige tijd een soort raadselachtig ding ... Ik denk dat dit weer een bewijs is voor de mogelijkheid van ijs", zegt Bussey. "Om de vraag echt te beantwoorden, zullen we een maanlander moeten sturen, en deze resultaten zullen ons helpen selecteren waar we een lander moeten sturen."
En voor alle menselijke ontdekkingsreizigers is een krater zoals Shackleton aan de maanpolen misschien wel de beste locatie voor een basis, aangezien de palen gebieden bevatten met bijna permanent zonlicht dat nodig is voor energie, en gebieden met bijna permanente duisternis die ijs bevatten - beide van die essentiële bronnen zouden zijn voor elke maankolonie.
Het onderzoek van het team is vandaag gepubliceerd in Journal Nature.
Bronnen: MIT, NASA
Bijschrift afbeelding leiden: Hoogte (links) en gearceerd reliëf (rechts) afbeelding van Shackleton, een permanent geschaduwde krater van 21 km diameter (12,5 mijl diameter) grenzend aan de maan zuidpool. De structuur van het interieur van de krater werd onthuld door een digitaal hoogtemodel dat is opgebouwd uit meer dan 5 miljoen hoogtemetingen van de Lunar Orbiter Laser Altimeter. Krediet: NASA / Zuber, M.T. et al., Nature, 2012
Bijschrift tweede afbeelding: Dit is een hoogtekaart van Shackleton-krater gemaakt met LRO Lunar Orbiter Laser Altimeter-gegevens. De valse kleuren geven hoogte aan, met blauw het laagst en rood / wit hoogste. et al., Nature, 2012
