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Em 4 de março de 2022, um foguete solitário e gasto vai bater na superfície da lua a quase 6.000 km/h. Assim que a poeira baixar, Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA vai se posicionar para obter uma visão de perto da cratera fumegante e, esperançosamente, lançar alguma luz sobre a misteriosa física dos impactos planetários.
Como um cientista planetário que estuda a Lua, vejo esse impacto não planejado como uma oportunidade empolgante. A lua tem sido uma testemunha firme da história do sistema sun, sua superfície repleta de crateras registrando inúmeras colisões nos últimos 4 bilhões de anos. No entanto, os cientistas raramente conseguem vislumbrar os projéteis – geralmente asteróides ou cometas – que formar essas crateras. Sem conhecer as especificidades do que criou uma cratera, há muito que os cientistas podem aprender estudando uma.
O próximo impacto do foguete fornecerá um experimento fortuito que pode revelar muito sobre como as colisões naturais atingem e vasculham as superfícies planetárias. Uma compreensão mais profunda da física do impacto ajudará muito os pesquisadores a interpretar a paisagem árida da lua e também os efeitos que os impactos têm na Terra e em outros planetas.
Quando um foguete cai na Lua
Tem houve algum debate sobre o exato identidade do objeto caindo atualmente em rota de colisão com a Lua. Os astrônomos sabem que o objeto é um booster de estágio awesome descartado de um lançamento de satélite de alta altitude. Tem cerca de 40 pés (12 metros) de comprimento e pesa quase 10.000 libras (4.500 kg). Evidências sugerem que é provavelmente um foguete SpaceX lançado em 2015 ou um Foguete chinês lançado em 2014mas ambas as partes negaram a propriedade.
Um instante após o foguete tocar a superfície lunar, uma onda de choque percorrerá o comprimento do projétil a vários quilômetros por segundo. Em milissegundos, o back-end do casco do foguete será obliterado com pedaços de steel explodindo em todas as direções. vasta planície estéril dentro do cratera gigante de Hertzsprungbrand acima do horizonte o outro lado da lua da Terra.
Uma onda de choque dupla viajará para baixo na camada awesome em pó do A superfície da lua chamada de regolito. A compressão do impacto aquecerá a poeira e as rochas e gerar um flash branco quente que seria visível do espaço se houvesse uma nave na área no momento. Uma nuvem de rocha e steel vaporizados se expandirá a partir do ponto de impacto como poeira e partículas do tamanho de areia são lançadas para o céu. Ao longo de vários minutos, o subject matter ejetado choverá de volta à superfície ao redor da cratera agora em chamas. Praticamente nada restará do foguete malfadado.
Se você é fã do espaço, pode ter experimentado algum déjà vu lendo essa descrição – a NASA realizou um experimento semelhante em 2009 quando intencionalmente caiu o Lunar Crater Commentary and Sensing Satellite tv for pc, ou LCROSS, em uma cratera permanentemente sombreada perto do pólo sul lunar. ecu fazia parte do Missão LCROSS, e foi um sucesso estrondoso. Ao estudar a composição da nuvem de poeira lançada à luz do sol, os cientistas conseguiram encontrar sinais de algumas centenas de quilos de gelo de água que havia sido liberado da superfície da Lua pelo impacto. Essa foi uma evidência a very powerful para apoiar a ideia de que, por bilhões de anos, cometas têm fornecido água e compostos orgânicos para a Lua quando colidem em sua superfície.
No entanto, como a cratera do foguete LCROSS está permanentemente obscurecida por sombras, meus colegas e ecu lutamos por uma década para determinar a profundidade dessa camada rica em gelo enterrada.
Observando com o Lunar Reconnaissance Orbiter
O experimento acidental do próximo acidente dará aos cientistas planetários a possibility de observar uma cratera muito semelhante à luz do dia. Será como ver a cratera LCROSS em detalhes pela primeira vez.
Uma vez que o impacto vai ocorrer no lado mais distante da Lua, estará fora de vista para telescópios baseados na Terra. Mas cerca de duas semanas após o impacto, o Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA começará a vislumbrar a cratera à medida que sua órbita a leva acima da zona de impacto. Uma vez que as condições estejam corretas, o câmera do orbitador lunar começará a tirar fotos do native do impacto com uma resolução de cerca de 3 pés (1 metro) por pixel. Os orbitadores lunares de outras agências espaciais também podem treinar suas câmeras na cratera.
Espera-se que a forma da cratera e a poeira e rochas ejetadas revelem como o foguete estava orientado no momento do impacto. Uma orientação vertical produzirá uma característica mais round, enquanto um padrão de detritos assimétrico pode indicar mais uma queda de barriga. Modelos sugerem que a cratera pode estar em qualquer lugar ao redor 30 a 100 pés (10 a 30 metros) de diâmetro e cerca de 6 a ten pés (2 a three metros) de profundidade.
A quantidade de calor gerada pelo impacto também será uma informação valiosa. Se as observações puderem ser feitas com rapidez suficiente, existe a possibilidade de instrumento infravermelho do orbitador lunar será capaz de detectar subject matter incandescente dentro da cratera. Isso pode ser usado para calcular a quantidade overall de calor do impacto. Se o orbitador não conseguir uma visão rápida o suficiente, imagens de alta resolução podem ser usadas para estimar a quantidade de subject matter derretido na cratera e no campo de detritos.
Comparando imagens antes e depois da câmera e do sensor de calor do orbitador, os cientistas procurarão quaisquer outras mudanças sutis na superfície. Alguns desses efeitos podem estender por centenas de vezes o raio da cratera.
Por que isso é importante
Impactos e formação de crateras são fenômeno generalizado no sistema sun. Crateras quebram e fragmentam crostas planetárias, formando gradualmente a camada awesome solta e granular comum em mundos mais sem ar. No entanto, a física geral desse processo é mal compreendida, apesar de ser comum.
Observar o próximo impacto do foguete e a cratera resultante pode ajudar os cientistas planetários a interpretar melhor os dados do experimento LCROSS de 2009 e produzir melhores simulações de impacto. Com um verdadeiro falange de missões planejado para visitar a Lua nos próximos anos, o conhecimento das propriedades da superfície lunar – especialmente a quantidade e profundidade do gelo enterrado – está em alta demanda.
Independentemente da identidade deste foguete rebelde, este evento de impacto raro fornecerá novos insights que podem ser críticos para o sucesso de futuras missões à Lua e além.
Artigo de Paul HayneProfessor Assistente de Ciências Astrofísicas e Planetárias, Universidade do Colorado Boulder
Este artigo é republicado de A conversa sob uma licença Inventive Commons. Leia o artigo unique.
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