Nagy durranás holnap a Holdon

A jég számtalan helyen előfordul a Naprendszerben. A Mars, az Europa és feltehetően a Hold vízjégkészlete mellett vannak "keményebb" jegek is: a Naptól távolabb már a metán és a nitrogén is kifagy az égitesteken, még a Plútót vagy a Ganyemdest is pólussapka borítja. A kutatók leginkább vízjégre vadásznak, mert a Földön kívüli élet keresése a Naprendszerben a víz, illetve a vízjég nyomában zajlik. A legközelebbi nagy durranás pénteken lesz a Holdon, amelynek helyéről a NASA új, részletes képet közölt.

A holdi poláris jég nemcsak tudományos szempontból érdekes, a tervezett emberes holdbázisnak is értékes nyersanyag lenne. Ennek a térségnek a vizsgálatára indították az LRO-űrszondát, amelynek két egysége pénteken fog a déli sarkvidéken lévő Cabeus-kráterbe becsapódni. A robbanás során kirepülő törmelékben ideális esetben ki lehet mutatni a vízjeget.

A Hold déli sarkvidékéről a lézeres magasságmérések alapján készült domborzati térkép, amelyen a kék a mélyebb, a sárga, majd a vörös pedig a magasabb területeket jelöli. A becsapódás célpontja, a Cabeus-kráter balra látható (NASA, GSFC)

A becsapódás célpontját a korábbi Cabeus-A kráterről a Cabeusra változtatták, mivel ott jobb lehetőséget várnak a szakemberek a vízjég jelenlétére és megfigyelésére. (Az A jelölés azt jelenti, hogy az adott kráter a nagyobb Cabeus mellett van, de külön neve nincsen.) A kérdéses területet az európai SMART-1-űrszonda is megfigyelte még négy évvel ezelőtt, az alábbi képet szerdán közölte róla az Európai Űrügynökség (ESA).

A SMART-1-űszonda felvételeiből összeállított mozaik a becsapódás helyszínének 100 kilométer széles területéről. Sok apró kráter azonosítható a vidéken, ami arra utal, hogy a terület viszonylag öreg, tehát volt idő a jég esetleges felhalmozódására (ESA). Az egyes képek eltérő megvilágítási szögben készültek, ezért nem ugyanazon irányba mutatkoznak rajtuk az árnyékok. A hordozórakéta utolsó fokozata és az azt követő SSC műhold becsapódásának várható helyzetét piros szín jelzi

A becsapódás helyéhez közeli Shackleton-kráter az LRO képei alapján (NASA)

Mi történik a robbanáskor?

A Hold felszínének elérése előtt közel 9 órával válik le az SSC jelű, kisebb műhold az utolsó rakétafokozatról (LCROSS-ról). Ezt követően az SSC egység mintegy 50 méter/másodperccel csökkenti a sebességét, amelynek eredményként a becsapódó rakétafokozat után 10 perccel éri el Holdat, miközben mérési eredményeit gyorsan továbbítja.

A hordozórakéta utolsó fokozata közel 2000 kilogrammos test, amely 2,5 kilométer/másodperc sebességgel, viszonylag meredeken, 75 fokos szögben ütközik a felszínnek. A robbanás eredményeként a becslések alapján egy közel 30 méter átmérőjű és 5 méter mély kráter keletkezik, míg a később becsapódó SSC egység kisebb, 16-20 méter átmérőjű és 3-4 méter mély krátert üt. Erre a második egységre azért van szükség, hogy közvetlen közelről is vizsgálhassák a jelenséget és a kidobott törtmelékfelhőt. A rakétafokozat becsapódásakor 600-1000, az SSC felrobbanása révén közel 300 tonna anyag lökődhet ki a Hold felszínéről. Az ütközéskor felszabaduló energia nagyobb lesz, mint a korábbi Hold-szondák becsapódása alkalmával, és az utolsó fokozat robbanása pillanatában bekövetkező rövid felvillanást az SSC egység megörökítheti.

A becsapódás során fellépő folyamatok és azok idő-, valamint jellegzetes méretskálája abban az esetben, ha a kirepülő anyag vízjeget is tartalmaz (NASA)

Ha a kirepülő anyagban vízjég is lesz, az a szemcseméret és szerkezet függvényében gyorsan fog szublimálni a napsugárzástól. A táguló felhő a robbanás után közel 40 másodperccel éri el az egy ívmásodperc szögátmérőt a Földről nézve, amely a földfelszíni távcsövek felbontóképességének határához közeli érték. A földi megfigyelés sikerét elsősorban a felhő fényessége az általa visszavert napfény intenzitása fogja meghatározni.

Az LRO és az SSC műhold kissé eltérő irányból, eltérő szög alatt figyeli a becsapódást. Emellett földi távcsövek, valamint a bolygónk körül keringő Chandra-röntgenteleszkóp is tanulmányozzák az eseményt, ahol a kirepülő részecskék nagyságát, a róluk visszavert sugárzás jellemzőit, valamint a forró anyag által kibocsátott sugárzást tanulmányozzák. Később a keletkezett krátert, a kidobott törmelékanyagot is tüzetes megfigyelés alá vetik. Mivel a robbanásra a sarkvidéki, sötét aljzatú kráterek térségében kerül sor, a becsapódás felvillanása a Földről közvetlenül nem lesz megfigyelhető, csak a robbanás felhőjéről visszavert napfény. Elméletileg a fenti mérések végleg eldöntik a kérdést: van-e jég a Hold sarkvidékén.

Az első becsapódásra október 9-én, közép-európai időben 12.35-kor kerül sor. Magyarországról nézve ekkor nappal lesz, és a Hold nem mutatkozik magasan a horizont felett - ezért tőlünk a jelenség feltehetőleg nem látszik majd.

Animáció az LRO- és LCROSS-űrszondák programjáról (NASA)

Nem az LRO program az egyetlen, amely a Naprendszerben a jeget és vizet kutatja. A következő időszakban az amerikai Mars Surface Laboratory, majd az európai ExoMars roverek a mai és egykori víz után fognak nyomozni a Marson. A Jupiter Europa és Ganymedes holdjait vizsgáló szondákat is terveznek már, amelyek egyik fő célpontja az Europa lesz - az égitest vizsgálata közelebb vihet a felszín alatti óceán megismeréséhez. Utóbbi elemzésére talán még később küldenek olyan egységet, amely átolvasztja magát a jégen és eléri a mélyben lévő vizet. A Plútó felé haladó New Horizons-űrszonda pedig a Naprendszer külső tartományában, elsősorban a Plútón és holdjain előforduló jegeket fogja tanulmányozni a következő években.