Шеклтон (кратер)
Лунный ударный кратер
Особенность на Луне
Шеклтон
Южный лунный полюс , полученный с помощью инструмента Diviner на борту лунного разведывательного орбитального аппарата NASA . Шеклтон внизу по центру.
Координаты89°40′ю.ш. 129°47′в.д. / 89,67°ю.ш. 129,78°в.д. / -89,67; 129,78 [1]
Диаметр21,0 км [2]
Глубина4,2 км [2]
Колонтитуда0 ° на восходе солнца
ЭпонимЭрнест Шеклтон

Шеклтон — ударный кратер , расположенный на южном полюсе Луны . Пики вдоль края кратера подвергаются почти постоянному воздействию солнечного света, в то время как внутренняя часть постоянно находится в тени . Низкотемпературная внутренняя часть этого кратера функционирует как холодная ловушка, которая может захватывать и замораживать летучие вещества, выделяющиеся во время ударов комет о Луну. Измерения, проведенные космическим аппаратом Lunar Prospector, показали, что внутри кратера содержится больше водорода , чем обычно , что может указывать на наличие водяного льда. Кратер назван в честь исследователя Антарктиды Эрнеста Шеклтона .

Описание

Мозаика кратера Шеклтона, созданная LROC ( Lunar Reconnaissance Orbiter ) и ShadowCam

Ось вращения Луны проходит через Шеклтон, около обода. Кратер имеет диаметр 21 км (13 миль) и глубину 4,2 км (2,6 мили). [2] С Земли он виден с ребра в области неровной, кратерированной местности. Он расположен в бассейне Южный полюс-Эйткен на массиве . [3] Обод слегка приподнят над окружающей поверхностью и имеет внешний вал, который был лишь слегка затронут. Обод не пересекает никаких значительных кратеров, и он наклонен примерно на 1,5° в направлении 50–90° от Земли. [2] [4] Возраст кратера составляет около 3,6 миллиарда лет, и он находился в непосредственной близости от южного лунного полюса по крайней мере последние два миллиарда лет. [3]

Поскольку орбита Луны наклонена всего на 1,5° от эклиптики , [5] внутренняя часть этого кратера находится в вечной темноте. Оценки площади в постоянной тени были получены с помощью наземных радиолокационных исследований. [6] Пики вдоль края кратера почти постоянно освещаются солнечным светом, проводя около 80–90% каждой лунной орбиты под воздействием Солнца . [ 7] Постоянно освещаемые горы были названы вершинами вечного света и, как предсказывалось, существуют с начала девятнадцатого века.

Затененная часть кратера была сфотографирована камерой Terrain Camera японского космического корабля SELENE с использованием освещения солнечным светом, отраженным от обода. Внутренняя часть кратера представляет собой симметричный 30°-уклон, ведущий вниз к дну диаметром 6,6 км (4,1 мили). Горстка кратеров вдоль внутренней части охватывает не более нескольких сотен метров. Дно покрыто неровной насыпью толщиной от 300 до 400 м (980–1310 футов). Центральный пик имеет высоту около 200 м (660 футов). [2] [8]

Непрерывные тени в кратерах южного полюса заставляют днища этих образований поддерживать температуру, которая никогда не превышает около 100 К (−173 °C; −280 °F). Для Шеклтона средняя температура была определена как около 90 К (−183 °C; −298 °F), достигая 88 К на дне кратера. При этих условиях предполагаемая скорость потери любого льда внутри будет составлять от 10−26 до 10−27 м  /с. Любой водяной пар, который попадет сюда после удара кометы о Луну, будет постоянно лежать замороженным на поверхности или под ней. Однако поверхностное альбедо днища кратера соответствует лунной обратной стороне, что предполагает отсутствие открытого поверхностного льда. [2] [9]

Этот кратер был назван в честь Эрнеста Шеклтона , англо-ирландского исследователя Антарктиды с 1901 года до своей смерти в 1922 году. Название было официально принято Международным астрономическим союзом в 1994 году. [10] Рядом находятся кратеры, заслуживающие внимания: Шумейкер , Хаворт , де Жерлаш , Свердруп , Слейтер и Фаустини . Несколько дальше, на восточном полушарии лунной ближней стороны, находятся более крупные кратеры Амундсен и Скотт , названные в честь двух других ранних исследователей Антарктического континента . [11]

Исследование

Шеклтон в изображении Клементины

С точки зрения Земли этот кратер лежит вдоль южного края Луны, что затрудняет наблюдение. Детальное картирование полярных регионов и обратной стороны Луны не проводилось до появления орбитальных космических аппаратов. Шеклтон полностью находится в пределах обода огромного бассейна Южный полюс-Эйткен , который является одним из крупнейших известных ударных образований в Солнечной системе . Этот бассейн имеет глубину более 12 километров, и исследование его свойств может предоставить полезную информацию о недрах Луны. [12]

Нейтронный спектрометр на борту космического корабля Lunar Prospector обнаружил повышенную концентрацию водорода вблизи северного и южного лунных полюсов, включая кратер Шеклтон. [13] В конце этой миссии в июле 1999 года космический корабль врезался в близлежащий кратер Шумейкер в надежде обнаружить с помощью наземных телескопов шлейф, образовавшийся в результате удара и содержащий водяной пар. Событие удара не произвело никакого обнаруживаемого водяного пара, и это может быть признаком того, что водород не находится в форме гидратированных минералов или что место удара не содержало льда. [14] С другой стороны, возможно, что крушение не проникло достаточно глубоко в реголит , чтобы высвободить значительное количество водяного пара.

На основе изображений края кратера, полученных с помощью наземных радаров и космических аппаратов, Шеклтон выглядит относительно неповрежденным; он очень похож на молодой кратер, который не подвергся значительной эрозии от последующих ударов. Это может означать, что внутренние стороны относительно крутые, что может сделать прохождение сторон относительно сложным для роботизированного транспортного средства. [15] Кроме того, возможно, что внутреннее дно могло не собрать значительного количества летучих веществ с момента своего образования. Однако другие кратеры поблизости значительно старше и могут содержать значительные залежи водорода , возможно, в виде водяного льда. (См. , например, Шумейкер (лунный кратер) .)

Радиолокационные исследования, предшествовавшие и последовавшие за миссией Lunar Prospector, показывают, что внутренние стенки кратера Шеклтона по отражательным характеристикам схожи с характеристиками некоторых освещенных солнцем кратеров. В частности, окрестности, по-видимому, содержат значительное количество блоков в его выбросах, что позволяет предположить, что его радиолокационные свойства являются результатом шероховатости поверхности, а не ледяных отложений, как ранее предполагалось в ходе радиолокационного эксперимента с участием миссии Clementine . [16] Однако эта интерпретация не является общепринятой в научном сообществе. [17] Радиолокационные изображения кратера на длине волны 13 см не показывают никаких доказательств наличия отложений водяного льда. [18]

Оптическая съемка внутри кратера была впервые проведена японским лунным орбитальным аппаратом «Кагуя» в 2007 году. Никаких доказательств наличия значительного количества водяного льда обнаружено не было, вплоть до разрешения изображения в 10 м на пиксель. [19] [20]

15 ноября 2008 года 34-килограммовый зонд совершил жесткую посадку вблизи кратера. [21] Зонд Moon Impact Probe (MIP) был запущен с индийского космического корабля Chandrayaan-1 и достиг поверхности через 25 минут. Зонд был оснащен радиолокационным высотомером, системой видеосъемки и масс-спектрометром, который обнаружил наличие воды во время спуска. [22]

Потенциальные возможности использования

Шеклтон, снимок сделан LRO
Кратер Шеклтона, полученный с помощью наземного радара

Некоторые места вдоль края Шеклтона получают почти постоянное освещение. В этих местах солнечный свет почти всегда доступен для преобразования в электричество с помощью солнечных панелей , что потенциально делает их хорошими местами для будущих высадок на Луну . [23] Температура в этом месте также более благоприятна, чем в более экваториальных широтах, поскольку здесь не наблюдаются дневные экстремальные температуры в 100 °C, когда Солнце находится над головой, и до −150 °C во время лунной ночи.

Хотя научные эксперименты, проведенные Clementine и Lunar Prospector, могли бы указать на наличие воды в полярных кратерах, имеющиеся доказательства далеки от окончательных. Ученые сомневаются в том, находится ли водород в форме льда, а также в концентрации этой «руды» на глубине под поверхностью. Решение этого вопроса потребует будущих миссий на Луну. Потенциальное присутствие воды предполагает, что дно кратера может быть «добыто» для залежей водорода в форме воды, товара, который дорого доставлять напрямую с Земли.

Этот кратер также был предложен в качестве будущего места для большого инфракрасного телескопа . [24] Низкая температура дна кратера делает его идеальным для инфракрасных наблюдений, а солнечные батареи, размещенные вдоль края, могли бы обеспечить почти непрерывную подачу энергии в обсерваторию. Примерно в 120 километрах от кратера находится гора Малаперт высотой 5 км , пик, который постоянно виден с Земли , и который мог бы служить радиорелейной станцией при соответствующем оборудовании. [25]

В 2006 году НАСА назвало край Шеклтона потенциальным кандидатом для своего лунного форпоста , который изначально планировалось запустить к 2020 году и постоянно обслуживать экипажем к 2024 году. Местоположение будет способствовать самодостаточности жителей Луны, поскольку постоянный солнечный свет на южном полюсе будет обеспечивать энергией солнечные батареи. Кроме того, считается, что затененные полярные регионы содержат замороженную воду, необходимую для потребления человеком, а также могут быть собраны для производства топлива. [26] Кратер является основным кандидатом на место посадки для программы Artemis и может быть исследован экипажем, начиная с 2026 года [27], с возможным первым лунным форпостом в 2028 году. [28]

Шеклтон играет видную роль в альтернативной исторической драме телесериала « За все человечество» . В программе астронавты в вымышленной версии миссии «Аполлон-15» приземляются около Шеклтона в 1971 году и обнаруживают водяной лед в стенках кратера. Позже Соединенные Штаты и Советский Союз создают конкурирующие, пилотируемые базы рядом с кратером, чтобы использовать лед для питья, получения кислорода и других целей.

Шеклтон также был местом первой лунной базы в Mass Effect . Он был выбран в качестве места из-за его предполагаемых залежей водяного льда.

Шеклтон был местом расположения лунной базы Китайского национального космического агентства «Гуан Хань Гун-1» в вымышленном подкасте «Передачи из Колонии Один».

Пушер (музыкант) в своем альбоме «King of the Moon», опубликованном в конце сентября 2023 года, активно ссылается на место под названием «Shackleton Heights», где и разворачивается предыстория его альбома.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Shackleton". Gazetteer of Planetary Nomenclature . USGS . Получено 2023-12-12 .
  2. ^ abcdef Харуяма, Дзюнъити; Отаке, М.; Мацунага, Т.; Морота, Т.; Хонда, К.; Ёкота, Ю.; Питерс, CM; Хара, С.; и др. (7 ноября 2008 г.). «Отсутствие обнаженного льда внутри кратера Шеклтон на южном полюсе Луны». Наука . 322 (5903): 938–939. Бибкод : 2008Sci...322..938H. дои : 10.1126/science.1164020 . PMID  18948501. S2CID  20749838.
  3. ^ ab Spudis, Paul D.; Bussey, Ben; Plescia, Jeffrey; Josset, Jean-Luc; Beauvivre, Stéphane (2008). "Геология кратера Шеклтон и южного полюса Луны" (PDF) . Geophysical Research Letters . 35 (14): L14201. Bibcode :2008GeoRL..3514201S. doi :10.1029/2008GL034468. S2CID  73675688 . Получено 24.09.2009 .
  4. ^ "Вид Шеклтона на Южном полюсе Луны со спутника SMART-1". ESA/SMART-1. 13 января 2006 г. Получено 13 мая 2009 г.
  5. ^ Куой, Чарльз К.; Добриевич, Дэйзи (23 мая 2023 г.). «Луна: все, что вам нужно знать о спутнике Земли». Space.com. Архивировано из оригинала 2023-09-13 . Получено 2023-09-19 .
  6. ^ Марго, Дж. Л.; Кэмпбелл, Д. Б.; Юргенс, Р. Ф.; Слэйд, М. А. (1999). «Топография лунных полюсов с помощью радиолокационной интерферометрии: обзор местоположений холодных ловушек». Science . 284 (5420): 1658–1660. Bibcode :1999Sci...284.1658M. CiteSeerX 10.1.1.485.312 . doi :10.1126/science.284.5420.1658. ISSN  0036-8075. PMID  10356393. 
  7. ^ Спудис, П. Д. и др. (март 1995 г.). «Физическая среда южного полюса Луны по данным Clementine: выводы для будущих исследований Луны». Конференция по науке о Луне и планетах . Том 26. С. 1339–1340. Bibcode : 1995LPI....26.1339S.
  8. ^ Харуяма, Дзюнъити (2007). «Первая глобальная стереосъемка Луны». JAXA. Архивировано из оригинала 2013-04-10 . Получено 2010-01-03 .
  9. ^ Ингерсолл, AP; Свитек, T.; Мюррей, BC (1992). «Устойчивость полярных заморозков в сферических чашеобразных кратерах на Луне, Меркурии и Марсе». Icarus . 100 (1): 40–47. Bibcode :1992Icar..100...40I. doi :10.1016/0019-1035(92)90016-Z. ISSN  0019-1035.
  10. ↑ Blue, Jennifer (25 июля 2007 г.). «Газеттер планетарной номенклатуры». USGS . Получено 05.08.2007 .
  11. ^ Басси, Бен; Спудис, Пол (2004). Атлас Луны Клементины . Лондон: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-81528-4.
  12. ^ Pieters, CM; et al. (17–21 марта 2003 г.). «Научные возможности отбора проб в районе бассейна Южный полюс-Эйткен» (PDF) . 34-я ежегодная конференция по лунной и планетарной науке . Лиг-Сити, Техас . Получено 13 мая 2009 г.
  13. ^ Feldman, WC; Maurice, S; Binder, AB; Barraclough, BL; Elphic, RC; Lawrence, DJ (1998). «Потоки быстрых и эпитепловых нейтронов от Lunar Prospector: доказательства наличия водяного льда на лунных полюсах». Science . 281 (5382): 1496–1500. Bibcode :1998Sci...281.1496F. doi :10.1126/science.281.5382.1496. PMID  9727973.
  14. ^ Isbell, D.; Morse, D.; Rische, B. (13 октября 1999 г.). "Moon Water Still a Mystery". Science@NASA. Архивировано из оригинала 4 марта 2000 г. Получено 13 мая 2009 г.
  15. ^ Zakrajsek, JJ; et al. (март 2005 г.). «Концепции и проблемы разработки марсоходов». NASA. Архивировано из оригинала 2009-04-05 . Получено 2009-05-13 .
  16. ^ Кэмпбелл, BA; Кэмпбелл, DB (2006). «Свойства реголита в южной полярной области Луны по данным 70-см радиолокационной поляриметрии». Icarus . 180 (1): 1–7. Bibcode :2006Icar..180....1C. doi :10.1016/j.icarus.2005.08.018.
  17. ^ Спудис, Пол (2006). «Лед на Луне».
  18. ^ Кэмпбелл, Дональд Б.; Кэмпбелл, Брюс А.; Картер, Линн М.; Марго, Жан-Люк; Стейси, Николас Дж. С. (2006-10-19). «Нет доказательств наличия толстых залежей льда на южном полюсе Луны». Nature . 443 (7113): 835–837. Bibcode :2006Natur.443..835C. doi :10.1038/nature05167. PMID  17051213. S2CID  2346946.
  19. ^ Харуяма, Дзюнъити; Отаке, М.; Мацунага, Т.; Морота, Т.; Хонда, К.; Йокота, И.; Питерс, КМ; Хара, С.; и др. (2008-10-23). ​​«Отсутствие открытого льда внутри кратера Шеклтона на южном полюсе Луны». Science . 322 (5903): 938–939. Bibcode :2008Sci...322..938H. doi : 10.1126/science.1164020 . PMID  18948501. S2CID  20749838.
  20. Ссылки永久影領域の水氷存在に関する論文のサイエンスへの掲載について» (Пресс-релиз ) (на японском языке). ДЖАКСА. 24 октября 2008 года . Получено 13 мая 2009 г.
  21. ^ Макдауэлл, Джонатан (15.11.2008). "Jonathan's Space Report No. 603". Jonathan's Space Report . Архивировано из оригинала 26.08.2009 . Получено 16.11.2008 .
  22. ^ "MIP обнаружил воду на Луне еще в июне: председатель ISRO". The Hindu . 2009-09-25. ISSN  0971-751X . Получено 2024-07-09 .
  23. ^ Bussey, DBJ; Robinson, MS; Spudis, PD (15–19 марта 2004 г.). «Идеальные места посадки вблизи лунных полюсов». 35-я конференция по лунной и планетарной науке . Лиг-Сити, Техас. Bibcode : 2004LPI....35.1582F.
  24. ^ Bussey, DBJ; Robinson, MS; Spudis, PD (10–19 октября 2002 г.). «Проектирование и строительство инфракрасного телескопа на южном полюсе Луны (LSPIRT)». 34-я научная ассамблея COSPAR, Второй всемирный космический конгресс . Хьюстон, Техас. Bibcode : 2002cosp...34E.113V.
  25. ^ Шарп, Бертон Л.; Шранк, Дэвид Г. «Возвращение к горе Малаперт». Труды Space 2002: Восьмая международная конференция и выставка по инжинирингу, строительству, эксплуатации и бизнесу в космосе . С. 129–135. Bibcode : 2002spro.conf..129S.
  26. ↑ Клюгер, Джеффри (5 декабря 2006 г.). «Promising the Moon». CNN. Архивировано из оригинала 30 сентября 2007 г. Получено 13 мая 2009 г.
  27. ^ "NASA откладывает миссии Artemis 2 и 3". 9 января 2024 г.
  28. ^ Данбар, Брайан (2019-04-15). "Южный полюс Луны в местах посадки НАСА". НАСА . Архивировано из оригинала 2019-12-07 . Получено 2019-11-14 .
  • Визуализация топографии кратера Шеклтон с помощью NASA LRO
  • «Раскрыто лучшее место для Moonbase». BBC News . 16 марта 1999 г. Получено 13 мая 2009 г.
  • Морринг, Ф. младший (11 апреля 2006 г.). «NASA Sending Piggyback Impactors With Lunar Reconnaissance Orbiter». Aviation Week . Получено 13 мая 2009 г.
  • Foing, Bernard H.; Josset, Jean-Luc (20 октября 2006 г.). "Кратер Шеклтона: поиск SMART-1 света, тени и льда на Южном полюсе Луны". ESA/SMART-1 . Получено 15.03.2012 .
  • Вуд, Чак (14 ноября 2007 г.). «Взгляд на наше будущее». Лунное фото дня . Получено 03.11.2015 .
  • Кошни, Детлеф; Григер, Бьёрн. «Взгляд сбоку на Пик Вечного Света с точки зрения SMART». Исследовательская инфраструктура Europlanet. Архивировано из оригинала 29-09-2011 . Получено 24-09-2009 .
  • "Diviner lunar south pole image". Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. Август 2009 г. Архивировано из оригинала 2 августа 2010 г. Получено 3 марта 2010 г.

Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Shackleton_(crater)&oldid=1241180031"