Университет штата Аризона решил помочь решить геологическую загадку на Луне

13 июня 2022 г.

НАСА выбирает инструмент для исследования Луны ASU, чтобы раскрыть новые подробности о куполах Gruithuisen на Луне

На поверхности Луны есть два больших геологических купола уникальной конфигурации, каждый размером с гору Сент-Хеленс, но то, как они сформировались на лунной поверхности, остается загадкой.

На Земле подобные образования обычно образуются из очень вязкой магмы, которая обычно состоит из гораздо большего количества кварца и гораздо меньшего количества железа, чем горные породы на Луне.

Куполообразные вулканические образования, подобные этому, нуждаются в серьезной переработке и частой переработке горных пород и минералов. На Земле этому могли бы помочь океаны воды и тектоника плит, но без этих ключевых компонентов на Луне планетарным ученым остается только гадать, как эти купола формировались и развивались с течением времени.

Новая космическая миссия НАСА с участием Университета штата Аризона во главе с Кери Дональдсон Ханной из Университета Центральной Флориды направлена ​​на то, чтобы впервые ответить на ключевые вопросы о том, как возникли эти образования.

«Это будет первый раз, когда мы изучаем такие особенности вблизи поверхности другого планетарного тела», — сказал Крейг Хардгроув, со-исследователь Lunar Vulkan Imaging and Spectroscopy Explorer (Lunar-VISE). Хардгроув, доцент Школы исследования Земли и космоса и директор проектов NewSpace Initiative Аризонского государственного университета, разработает прибор, который станет частью Lunar-VISE.

«Мы рады, что выбрали наш бесплатный набор инструментов от ASU и Ball Aerospace для навигации и изучения куполов Gruithuisen, чтобы лучше понять, как они формируются», — добавил Дональдсон Ханна, главный исследователь Lunar-VISE.

Новости ASU поговорили с Hardgrove, чтобы обсудить захватывающие исследования Луны, ключевую роль ASU и то, что результаты могут означать для будущего Луны.

Вопрос: Не могли бы вы рассказать нам о куполах Грютхейзена на Луне? Каковы цели этой космической миссии?

Крэйг Хардгроув

Отвечать: Предполагается, что купола Груйтуйзена представляют собой риолитовые купола, образованные из вязкой богатой кремнеземом магмы, похожей по составу на гранит, но остается загадкой, как мы получаем эти более сложные структуры на планетарных телах, таких как Луна, которые этого не делают. Он имеет большие водоемы или тектонические плиты.

Для этой задачи мы хотим изучить эти элементы купола, чтобы понять, как они образовались. За последние 20 или 30 лет появилось несколько различных гипотез и множество работ, характеризующих эти особенности орбиты, но мы до сих пор не знаем, как они образовались.

Если бы мы могли измерить состав породы вокруг куполов, а также часть материала самого купола, это помогло бы нам понять, какой процесс происходил.

В: Как участвует ASU?

а: Я научный сотрудник и специалист по приборам в миссии, и наша группа в Университете штата Аризона предоставит НАСА нейтронный и гамма-спектрометр, который будет установлен на вездеходе и приземлится на поверхность одного из куполов Грютхейзена. Нейтронный и гамма-спектрометр — это прибор, который измеряет элементный состав и влажность поверхности вокруг куполов на глубине около метра (3 фута) в земле.

С его помощью мы получим информацию обо всех элементах, содержащихся в окружающих марсоход породах Земли – количестве тория, количестве железа и количестве кремния, а также количестве водорода, что говорит об очевидном наличие воды на участке.

В: Будут ли нейтронные и гамма-спектрометры спроектированы и изготовлены в Университете штата Аризона?

а: Да, Университет штата Аризона возглавляет разработку и поставку этого прибора для марсохода Lunar-VISE. Прибор будет спроектирован и изготовлен здесь, в Университете штата Аризона, в одном из наших чистых помещений на ISTB4. Частично это стало возможным благодаря академическому и коммерческому сотрудничеству, которое мы ведем через ASU NewSpace, и этот прибор будет основан на нашем более раннем приборе, мини-нутронном спектрометре (Mini-NS), разработанном для миссии LunaH-Map.

Здесь мы проверим устройство, проведем термовакуумное испытание и убедимся, что оно готово к работе на лунной поверхности и способно выдержать все стартовые нагрузки, которым оно будет подвергаться во время полета на Луну. Мы доставим его компании Ball Aerospace в Колорадо, которая интегрирует оборудование в марсоход.

Оказавшись на Луне, все научные данные, собранные нейтронным детектором и гамма-лучами, поступят в Университет штата Аризона, где мы их обработаем и проанализируем, чтобы обеспечить измерения количеств тория, железа и других элементов в горных породах, а также потенциально количество воды там.

Планируется, что марсоход проработает 10 дней, и в настоящее время его запуск запланирован на 2026 год.

Мини-нейтронный и гамма-спектрометр LunaH-Map

Миниатюрный нейтронно-гамма-спектрометр (Mini-NS) LunaH-Map, доставленный в НАСА в июле 2021 года, будет использоваться в нейтронно-гамма-спектрометре Lunar-VISE. Изображение предоставлено АСУ

Вопрос: Как вы думаете, что вы найдете?

а: В идеале, мы хотели бы подтвердить или опровергнуть некоторые превосходные теории о формировании этих особенностей, которые формируются из предыдущих данных, собранных с космических аппаратов, вращающихся вокруг космоса. Было много идей о том, как образовались эти купола, и некоторые говорят, что уровни тория должны быть высокими. Некоторые из них говорят, что тория должно быть мало. Мы пойдем вокруг куполов и измерим их.

Если мы сможем измерить содержание тория, а также железа и других компонентов в породах, это станет частью головоломки, которая поможет нам определить конкретный механизм формирования этих куполов.

В: Почему важно знать, как и почему образовались эти лунные купола?

а: Это научная миссия для изучения. Мы не до конца понимаем, как образовался этот купол, и на данный момент у нас есть только теории. Проверка правильности или неправильности одной из наших теорий поможет нам понять историю и эволюцию Луны, ближайшей к нам планеты в космосе. Доказательство истинности или ложности теорий имеет основополагающее значение для нашей работы как ученых и исследователей и помогает нам понять мир и наше место в нем.

На Земле у геологов с начала двадцатого века была теория о том, что движение тектонических плит было динамическим явлением, происходящим на планете. В то время многие говорили, что это сумасшествие. Затем путем тщательного изучения они обнаружили, что это происходило и происходит во время эволюции планеты. Теперь мы считаем, что континенты на нашей планете не всегда были такими, какими они являются сегодня; Они перемещались по поверхности земли.

Как и ученые, которые проверяли эти ранние теории на Земле, эта миссия позволит нам проверить теории о формировании этих куполов на Луне, что поможет нам понять поверхность Луны и эволюцию ее внутренней части с течением времени. Будем надеяться, что мы сможем предсказать, как Луна будет продолжать развиваться в будущем. Это может иметь или не иметь последствия для будущего человеческой жизни здесь, на Земле. На Луне можно найти полезную информацию о полезных ископаемых. Мы можем узнать, что эти купола богаты редкоземельными элементами или потенциально влажными минералами; Мы просто не знаем. Но сначала нам нужно решить основные вопросы, поэтому нам больше любопытно, что представляют собой эти купола и что они означают в истории Луны.

Верхнее изображение: НАСА планирует отправить посадочный модуль и вездеход к красивым куполам Грютхейзена, показанным на этой контролируемой мозаике, и изображения LROC помогут указать путь. Купола расположены на 36,3 ° северной широты, 319,8 ° восточной долготы (55 км к северу вверху).

Дэвид Росоль

Сотрудник по связям со СМИ, по связям со СМИ и стратегическим коммуникациям


480-727-8627david.rozul@asu.edu

Leave a Comment