Η πρώτη μας ματιά στους σκοτεινούς κρατήρες της Σελήνης

Τον Δεκέμβριο του 2022, το Κορεατικό Ινστιτούτο Αεροδιαστημικής Έρευνας (KARI) τοποθέτησε με επιτυχία τον κορεατικό δορυφόρο Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO, γνωστό και ως Danuri) σε σεληνιακή τροχιά. Το KPLO φέρει έξι όργανα, μεταξύ αυτών και την ShadowCam της NASA. Η ShadowCam είναι το νεότερο αδερφάκι της επιτυχημένης κάμερας Narrow Angle Camera (NAC) του συστήματος Lunar Reconnaissance Orbiter Camera (LROC).

Ο κρατήρας Shackleton στον νότιο πόλο

Η ShadowCam φωτογραφίζει την Σελήνη εστιάζοντας στις μόνιμα σκιασμένες περιοχές κοντά στους πόλους. Δεδομένου ότι ο άξονας της σεληνιακής περιστροφής έχει κλίση μόνο 1,5 μοίρες, η Σελήνη μόλις και μετά βίας έχει εποχές. Οι πόλοι βρίσκονται σε διαρκή κατάσταση ανατολής ή δύσης του Ήλιου, με τον Ήλιο πάντα στον ορίζοντα.

Ως αποτέλεσμα, οι κοιλότητες κοντά στους πόλους δεν λαμβάνουν ποτέ άμεσο ηλιακό φως, περιοχές γνωστές ως μόνιμα σκιασμένες περιοχές (permanently shadowed regions). Το LROC απεικόνισε σχεδόν όλη τη Σελήνη σε κλίμακα μέτρου, εκτός από αυτές τις περιοχές. Ο σχεδιασμός της κάμερας μικρού πεδίου του LROC τροποποιήθηκε έτσι ώστε η ShadowCam να είναι 200 φορές πιο ευαίσθητη από την NAC στην φωτογράφιση των σκιασμένων περιοχών, εκμεταλλευόμενη το φως που ανακλάται αμυδρά από το έδαφος. Για τη φωτογραφία με φιλμ, αυτό θα ισοδυναμούσε με αύξηση από το ISO 100 σε μεγαλύτερο από 12.800 χωρίς αύξηση του κόκκου.

Πώς είναι εκεί που ο Ήλιος δεν λάμπει ποτέ;

Απεικονιζεται περιοχή μήκους δύο χιλιομέτρων

Τώρα ξέρουμε, τουλάχιστον σε ένα μέρος! Το τμήμα του εσωτερικού του κρατήρα Shackleton δεν φαίνεται με την πρώτη ματιά διαφορετικό από τους κανονικά φωτισμένους κρατήρες που βρίσκονται διασκορπισμένοι στη Σελήνη. Το άνω είκοσι τοις εκατό της εικόνας δείχνει τη βάση του απότομου τοιχώματος και το υπόλοιπο της εικόνας είναι ο πυθμένας του κρατήρα. Το ίχνος (βέλος) δείχνει τη διαδρομή ενός ογκόλιθου διαμέτρου 5 μέτρων που κύλησε στο επικλινές τοίχωμα του κρατήρα και σταμάτησε στον πυθμένα. Τέτοια ίχνη συναντούμε σε πολλές περιοχές στην Σελήνη.

Λόγω του σχετικά μικρού του μεγέθους, η θερμοκρασία σε αυτό το τμήμα του κρατήρα Shackleton ανεβαίνει πάνω από τη θερμοκρασία του σημείου σταθερότητας του πάγου νερού (110 K ή -163 βαθμούς Κελσίου) το καλοκαίρι. Επομένως, αυτή η περιοχή δεν είναι το πιό φιλόξενο σημείο για την ύπαρξη παγετού ή πάγου στην επιφάνεια. Ίσως όμως σε διαφορετικά σημεία του κρατήρα, όπου επικρατούν χαμηλότερες θερμοκρασίες, να υπάρχει πάγος ή παγετός.

Καθώς η αποστολή KPLO εξελίσσεται, η ShadowCam θα απεικονίζει όλες τις μόνιμα σκιασμένες περιοχές της Σελήνης με ανάλυση άνω των 2 μέτρων, αναζητώντας παγετό και πάγο και παρατηρώντας τυχόν εποχιακές αλλαγές. Θα ερευνήσει την γεωμορφολογία του παγωμένου εδάφους και θα χαρτογραφήσει την επιφάνεια του για την μελλοντική επιφανειακή εξερεύνηση από αποστολές όπως το NASA Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER).