دوره جدیدی از اکتشاف سیاره‌ای: آنچه در سمت دور ماه کشف کردیم!!

اعتبار:  Dotted Yeti/Shutterstock

هفت ماه پس از پرتاب، پشتکار مریخ‌نورد روباتیک ایالات متحده در 18 فوریه 2021 با موفقیت بر روی مریخ فرود آمد. این فرود بخشی از ماموریت مارس 2020 بود و میلیون‌ها نفر در سراسر جهان به طور زنده آن را مشاهده کردند که نشان دهنده علاقه مجدد جهانی به اکتشافات فضایی است. به زودی توسط Tianwen-1 چین، یک ماموریت بین سیاره‌ای مریخی متشکل از یک مدارگرد، کاوشگر و مریخ نورد به نام ژورونگ، دنبال شد.

استقامت و ژورونگ پنجمین و ششمین مریخ‌نورد سیاره‌ای بودند که در دهه گذشته مستقر شدند. اولین مورد، کنجکاوی آمریکا بود که در سال 2012 روی مریخ فرود آمد و به دنبال آن سه ماموریت چانگ‌ای چین انجام شد.

در سال 2019 فرودگر چانگ‌ای 4 و ما‌ه‌نورد Yutu-2 اولین تجهیزاتی بودند که در سمت دور ماه فرود آمدند – سمتی که رو به دور از زمین است. این یک نقطه عطف محوری در اکتشاف سیاره‌ای بود که اهمیتی برابر با ماموریت آپولو 8 در سال 1968 داشت، زمانی که قسمت دور ماه برای اولین بار توسط انسان مشاهده شد.

برای تجزیه و تحلیل داده‌های گرفته شده  Yutu-2 که از رادار نافذ زمینی (GPR) استفاده می‌کرد، ابزاری را توسعه دادیم که می‌توانست لایه‌های زیر سطح ماه را با جزئیات بسیار بیشتر از قبل شناسایی کند. همچنین قادر به ارائه بینشی در مورد چگونگی تکامل این سیاره بود.

سمت دور ماه به دلیل تشکیلات زمین‌شناسی جالب آن از اهمیت بالایی برخوردار است، اما این سمت پنهان همچنین تمام نویزهای الکترومغناطیسی از فعالیت‌های انسان را مسدود می‌کند و آن را به مکانی ایده‌آل برای ساخت تلسکوپ‌های رادیویی تبدیل می‌کند.

رادارهای مدارگرد از اوایل دهه 2000 برای علوم سیاره‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند، اما مأموریت‌های اخیر چینی و ایالات متحده اولین موردی بودند که از رادارهای نفوذی زمینی در محل استفاده کردند. این رادار پیشگام اکنون قرار است به بخشی از محموله علمی ماموریت‌های سیاره‌ای آینده تبدیل شود، جایی که از آن برای نقشه‌برداری از زیرسطح مکان‌های فرود و روشن کردن آنچه استفاده می‌شود که در زیر زمین رخ می‌دهد.

GPR همچنین توانایی بازیابی اطلاعات قابل توجه در مورد نوع خاک‌های سیاره‌ای و لایه‌های زیرسطحی آنها را دارد. این اطلاعات را می‌توان برای به دست آوردن بینشی از تکامل زمین‌شناسی یک منطقه و حتی ارزیابی پایداری ساختاری آن برای پایگاه‌های سیاره‌ای و ایستگاه‌های تحقیقاتی آینده استفاده کرد.

پشتکار و Tianwen-1 در حال حاضر فعال هستند و انتظار می‌رود اولین تصاویر GPR از مریخ در سال 2022 منتشر شود. اما اولین داده‌های سیاره‌ای موجود در محل GPR از چانگ‌ای 3، ای 4و ای 5 بود. ماموریت‌های ماه، جایی که برای بررسی ساختار لایه‌های سطحی سمت دور ماه و ارائه اطلاعات ارزشمند در مورد تکامل زمین‌شناسی منطقه مورد استفاده قرار گرفت.

علیرغم مزایای GPR، یکی از اشکالات اصلی آن ناتوانی آن در تشخیص لایه‌هایی با مرزهای صاف بین آنها است. این بدان معنی است که تغییرات تدریجی از یک لایه به لایه دیگر شناسایی نمی‌شود و این تصور نادرست را ایجاد می‌کند که سطح زیرین از یک بلوک همگن تشکیل شده است، در حالی که در واقع ممکن است ساختار بسیار پیچیده‌تری باشد که تاریخ زمین‌شناسی کاملاً متفاوتی را نشان می‌دهد.

تیم ما روش جدیدی را توسعه داد که قادر به شناسایی این لایه‌ها با استفاده از امضاهای راداری سنگ‌ها و تخته‌سنگ‌های پنهان است. ابزار جدید توسعه یافته برای پردازش داده‌های GPR که توسط چانگ ای4Yutu-2  که ​​در دهانه فون کارمان، بخشی از حوضه Aitken در قطب جنوبی ماه فرود آمد، استفاده شده است.

حوضه Aitken بزرگترین و قدیمی‌ترین دهانه شناخته شده است که تصور می‌شود در اثر برخورد شهاب سنگی ایجاد شده است که به پوسته ماه نفوذ کرده و مواد را از گوشته بالایی (لایه داخلی درست زیر آن) بالا برده است. ابزار تشخیص ما یک ساختار لایه‌ای است که قبلاً دیده نشده بود را در 10 متر اول سطح ماه نشان داد که به عنوان یک بلوک همگن شناخته شده بود.

با استفاده از این روش ما می‌توانیم تخمین‌های دقیق‌تری در مورد عمق سطح بالایی خاک ماه انجام دهیم که راه مهمی برای تعیین پایداری و استحکام پی خاک برای توسعه پایگاه‌ها و ایستگاه‌های تحقیقاتی است.

این ساختار لایه‌ای پیچیده به تازگی کشف شده همچنین نشان می‌دهد که دهانه‌های کوچک مهم‌تر هستند و ممکن است بسیار بیشتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد در مواد ته‌نشین‌شده در اثر برخورد شهاب‌سنگ و تکامل کلی دهانه‌های ماه نقش داشته باشند.

این بدان معناست که ما درک منسجم‌تری از تاریخ پیچیده زمین‌شناسی ماه خود خواهیم داشت و ما را قادر می‌سازد تا آنچه را که در زیر سطح ماه نهفته است با دقت بیشتری پیش‌بینی کنیم.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

A new era of planetary exploration: What we discovered on the far side of the moon

NOVEMBER 12, 2021

by Iraklis Giannakis, The Conversation

https://phys.org/news/2021-11-era-planetary-exploration-side-moon.html