RW Space

4 марта 2022 года одинокая отработавшая ракета-носитель врежется в поверхность Луны на скорости почти 9656 км/ч.

Как только пыль уляжется, орбитальный аппарат NASA Lunar Reconnaissance Orbiter займет позицию, чтобы получить представление о тлеющем кратере и, надеюсь, пролить некоторый свет на загадочную физику планетарных столкновений.

Как планетолог, изучающий Луну, я рассматриваю это незапланированное столкновение как захватывающую возможность. Луна была свидетелем истории Солнечной системы, ее покрытая кратерами поверхность зафиксировала бесчисленные столкновения за последние 4 миллиарда лет.

Однако ученым редко удается увидеть снаряды — обычно это астероиды или кометы, — которые образуют эти кратеры. Не зная специфики того, что образовало кратер, ученые мало что могут узнать, изучая его.

Предстоящее столкновение с ракетой станет удачным экспериментом, который может многое рассказать о том, как естественные столкновения бьют и очищают планетарные поверхности.

Более глубокое понимание физики ударов будет иметь большое значение, помогая исследователям интерпретировать бесплодный ландшафт Луны.

Когда ракета упадет на Луну?

Были некоторые споры по поводу точной идентификации неуправляемого объекта, который в настоящее время движется по курсу столкновения с Луной. Астрономы знают, что объект представляет собой ракету-носитель разгонного блока, сброшенную при запуске спутника на большой высоте.

Она примерно 12 метров в длину и весит почти 4500 кг.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что это, вероятно, либо ракета SpaceX, запущенная в 2015 году, либо китайская ракета, запущенная в 2014 году, но обе стороны отрицают право собственности.

Ожидается, что ракета упадет на обширную равнину внутри гигантского кратера Герцшпрунг, прямо над горизонтом на темной стороне Луны.

Через мгновение после того, как ракета коснется лунной поверхности, в течение миллисекунд задняя часть корпуса будет уничтожена кусками металла, разлетающимися во всех направлениях.

Двойная ударная волна пойдет вниз, в рыхлый верхний слой поверхности Луны, называемый реголитом. Сжатие удара нагреет пыль и камни и создаст раскаленную добела вспышку, которую можно было бы увидеть из космоса.

Облако испарившейся породы и металла расширится от точки удара в виде пыли, а частицы размером с песок будут выброшены в небо. В течение нескольких минут выброшенный материал будет падать обратно на поверхность вокруг тлеющего кратера. От ракеты практически ничего не останется.

Наблюдение с помощью лунного орбитального аппарата.

Поскольку столкновение произойдет на обратной стороне Луны, оно будет вне поля зрения наземных телескопов. Но примерно через две недели после столкновения лунный орбитальный аппарат НАСА начнет делать снимки кратера, поскольку его орбита проходит над зоной столкновения.

Как только условия будут подходящими, камера лунного орбитального аппарата начнет делать фотографии места падения с разрешением около 1 метр на пиксель. Лунные орбитальные аппараты других космических агентств также могут направить свои камеры на кратер.

Мы надеемся, что форма воронки и выброшенная пыль и камни покажут, как ракета была ориентирована в момент удара.

Модели предполагают, что кратер может иметь диаметр от 10 до 30 метров и глубину от 6 до 10 от 2 до 3 метров.

Количество тепла, выделяемого при ударе, также будет ценной информацией. Если наблюдения будут проведены достаточно быстро, есть вероятность, что инфракрасный прибор лунного орбитального аппарата сможет обнаружить раскаленный материал внутри кратера.

Это можно использовать для расчета общего количества тепла от удара. Если орбитальный аппарат не сможет получить изображение достаточно быстро, можно использовать изображения с высоким разрешением для оценки количества расплавленного материала в кратере и поле обломков.

Сравнивая изображения до и после с камеры орбитального аппарата и теплового датчика, ученые будут искать любые другие тонкие изменения на поверхности. Некоторые из этих эффектов могут в сотни раз превышать радиус кратера.

Почему это важно.

Столкновения и образование кратеров — распространенное явление в Солнечной системе. Кратеры разрушают и фрагментируют планетарную кору, постепенно образуя рыхлый зернистый верхний слой, характерный для большинства безвоздушных миров. Однако общая физика этого процесса плохо изучена, несмотря на его распространенность.

Независимо от личности этой своенравной ракеты, это редкое столкновение даст новую информацию, которая может оказаться решающей для успеха будущих миссий на Луну и дальше.

Пол Хейн, доцент кафедры астрофизических и планетарных наук Университета Колорадо в Боулдере.

Статья переиздана из The Conversation.