LCROSS era una misión inusual, ya que dependía de un impacto para estudiar un cuerpo planetario. La misión no solo era inusual, sino que también se produjo el penacho de eyección al estrellar un cohete de cohete Centauro en la Luna.
"Un impacto normal con un impactador sólido arroja escombros más que hacia arriba, como una pantalla de lámpara invertida que se ensancha cada vez más", dijo Pete Schultz, de la Universidad de Brown y miembro del equipo científico de LCROSS. "Pero la configuración de un impactador hueco, el propulsor de cohete vacío, creó un penacho que tenía un penacho de ángulo bajo, pero lo más importante, también un penacho de ángulo alto muy prominente que se disparó casi hacia arriba".
Este penacho elevado elevó los escombros lo suficiente como para que fuera iluminado por la luz solar y pudiera ser estudiado por una nave espacial.
Aunque el penacho no fue visto desde la Tierra, como se anunció antes del impacto, fue visto tanto por la nave espacial de pastoreo LCROSS como por el Orbitador de Reconocimiento Lunar. Usar el Centauro gastado no fue tanto por el diseño de la misión como por usar lo que estaba disponible. Pero resultó ser una gran elección.
"Creo que fuimos bastante afortunados", dijo Schultz a la revista Space en una entrevista telefónica esta semana. “Creo que otro diseño, y puede que hayamos obtenido un resultado muy diferente. Es posible que no hayan salido muchos escombros a la luz del sol y el penacho hubiera sido muy temporal ”.
Para que los escombros se elevaran lo suficiente como para salir a la luz solar, tuvo que elevarse aproximadamente media milla por encima del fondo del cráter.
"Para poner esto en perspectiva", dijo Schultz, "tuvimos que tirar escombros el doble de la altura de la Torre Sears, el edificio más alto de los Estados Unidos. Ahora la Luna tiene menos gravedad, así que si la traemos de vuelta a la Tierra y la comparamos, es como tratar de lanzar una pelota a la cima del Monumento a Washington. Así que hay mucha gravedad que superar, y resulta que este impacto lo hizo porque usamos un impactador hueco ”.
Cuando el cohete golpeó y el cráter comenzó a formarse, la superficie lunar colapsó y se disparó hacia arriba, casi como un chorro, hacia la luz del sol, llevando consigo los volátiles que habían quedado atrapados en el regolito.
Con el fin de averiguar cómo se vería el impacto, Schultz y su equipo, que incluía al estudiante graduado Brendan Hermalyn, hicieron impactos y modelado a pequeña escala. Sus pruebas solo se realizaron un par de meses antes del impacto real, y utilizaron pequeños proyectiles de media pulgada en diferentes superficies.
"La mayoría de los impactos, cuando los modelamos, asumimos que los impactadores son sólidos", dijo Schultz. “Hicimos experimentos con proyectiles sólidos y huecos, y cuando usamos el proyectil hueco, tuvimos una verdadera sorpresa. No solo vimos los escombros moviéndose hacia afuera, sino también hacia arriba ”.
"Realmente no sabíamos exactamente qué íbamos a ver en el impacto real de LCROSS, pero nuestras pruebas explicaron mucho", continuó Schultz, "explicando por qué vimos lo que hicimos y por qué vimos el penacho durante tanto tiempo". . Si hubiera salido como una pantalla de lámpara invertida o un embudo en expansión, los escombros habrían subido y bajado, y probablemente se habrían hecho en unos 20 segundos. En cambio, seguía llegando ”.
Pero hubo algunos momentos esperados. Cuando la nave espacial de pastoreo LCROSS se acercó a la superficie lunar, Tony Colaprete y el equipo reajustaron las exposiciones en las cámaras y el equipo pudo ver realmente la superficie de la Luna en los últimos segundos antes del impacto.
"Eso fue genial", dijo Schultz. “Eso significa que pudimos ver el cráter, pudimos obtener una estimación de cuán grande era el cráter, y tenía sentido con lo que habían dicho nuestras predicciones. Pero también pudimos ver los restos de este penacho de alto ángulo que aún regresaban a la superficie. Esto debe haber sido disparado casi directamente al espacio, y ahora volvía a la Luna. Lo vimos como una nube muy difusa y vimos que las porciones restantes del regolito bajaban, como una fuente. Para mí, esa fue la parte más emocionante ".
Schultz dijo que estaba nervioso durante el impacto.
"Tengo que confesar que estábamos usando alfileres y agujas", dijo, "ya que esto era algo mucho más grande que los experimentos de usar proyectiles de media pulgada y no sabíamos si iba a escalar". Estábamos lidiando con algo que parecía un autobús escolar sin niños a bordo que se estrelló contra la Luna y no sabíamos si eso se comportaría de la misma manera que nuestros modelos más pequeños ".
Y a pesar de que el penacho actuó como los modelos, hubo muchas sorpresas, tanto en el impacto como en lo que ahora se ha descubierto que existe en Cabeus Crater.
"Sabíamos cuándo iba a golpear la superficie, sabemos qué tan rápido íbamos y dónde estábamos sobre la superficie, y resultó que hubo un retraso antes de que viéramos el destello y eso fue realmente una sorpresa", dijo Schultz. dijo. "Fue un retraso de medio segundo y luego tardó alrededor de un tercio de segundo antes de que comenzara a aumentar y volverse más brillante. Todo tomó siete décimas de segundo antes de que comenzara a brillar. Ese es el sello distintivo de una superficie esponjosa ".
Schultz dijo que saben que probablemente fue una superficie "esponjosa" de los experimentos y modelos, y de las comparaciones con la misión Deep Impact, de la que fue co-investigador.
"Una de las primeras cosas que nos dimos cuenta fue que este no es tu regolito normal, lo que generalmente piensas para la Luna", dijo Schultz. “Observamos el destello y buscamos qué tipo de espectros vimos. Los espectros tienen las huellas digitales de la composición de los elementos y compuestos. Estábamos esperando debido a la baja velocidad que en realidad no llegaríamos a ver mucho. Pero, en cambio, obtuvimos un par de resultados de inmediato, pudimos ver una emisión repentina de OH, que es una característica en esta longitud de onda de un subproducto del calentamiento del agua. Luego, la siguiente exposición de 2 segundos fue cuando las cosas comenzaron a emerger, el espectro general se volvió más brillante, lo que significaba que estábamos viendo más polvo. Pero luego vimos este gran pico gigante de sodio, como un faro, una línea de sodio muy brillante ".
Y luego había otras dos líneas que eran muy extrañas. "La mejor asociación que pudimos encontrar fue la plata", dijo Schultz. “Eso fue una sorpresa. Luego, todas estas otras líneas de emisión comenzaron a emerger a medida que más material entraba a la luz solar. Esto sugiere que estábamos arrojando el polvo a la luz del sol, y los volátiles que se habían congelado a tiempo, literalmente, en las sombras de Cabeus, se estaban calentando y liberando ”.
Algunos de estos compuestos incluían no solo agua y OH, sino también cosas como el monóxido de carbono, el dióxido de carbono y el metano, "cosas en las que no pensamos cuando hablamos de la Luna", dijo Schultz. "Esos son los compuestos en los que pensamos cuando pensamos en los cometas, por lo que ahora estamos en una posición en que tal vez lo que estamos viendo en los polos es el resultado de una larga historia de impactos que trae consigo una gran cantidad de este tipo de material". " (Lea nuestra entrevista con Tony Colaprete para obtener más información sobre los resultados recientes de LCROSS).
Pero nadie está seguro de cómo la Luna puede retener estos volátiles y cómo terminan en los cráteres polares.
Para darse cuenta de eso, Schultz dijo que se necesitan más misiones a la Luna.
"A pesar de que los astronautas del Apolo estaban allí, ahora estamos encontrando cosas 40 años más tarde que nos están sacando la cabeza de toda esta nueva información", dijo Schultz. "Esto te muestra que puedes visitar y pensar que conoces un lugar, pero tienes que regresar y tal vez incluso vivir allí".
Schultz dijo que como experimentalista, uno nunca puede sentirse satisfecho, pero al ver cómo se comportó el penacho real al igual que sus modelos, él y su equipo estaban muy contentos. “Los experimentos permiten que la naturaleza te enseñe lecciones y es por eso que son muy interesantes de hacer. Nos sentimos humillados casi a diario ".
