ปล่องภูเขาไฟแช็คเคิลตันที่ขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์นั้นค่อนข้างลึกลับเนื่องจากการตกแต่งภายในที่มีเงาอย่างถาวรทำให้ยากต่อการตรวจสอบสิ่งที่อยู่ภายใน แต่จากการสำรวจใหม่โดยใช้เครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์บนยานอวกาศ Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) ทีมนักวิจัยได้ให้แสงสว่างภายในปล่องภูเขาไฟด้วยแสงเลเซอร์วัดอัลเบโดหรือการสะท้อนตามธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์พบว่าพื้นของปล่องภูเขาไฟนั้นค่อนข้างสดใสการสังเกตสอดคล้องกับการปรากฏตัวของน้ำแข็ง ในความเป็นจริงน้ำแข็งอาจทำขึ้น 22 เปอร์เซ็นต์ของวัสดุบนพื้นปล่องภูเขาไฟโดยอาจมีน้ำแข็งฝังอยู่ในผนังปล่องภูเขาไฟมากขึ้น
“ เราตัดสินใจว่าเราจะศึกษาช่วงเวลากลางวันจากหลุมอุกกาบาตนี้” มาเรียซูเบอร์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ซึ่งนำทีมไปศึกษา Shackleton Crater กล่าว “ จากการสำรวจที่มีความหนาแน่นอย่างไม่น่าเชื่อเราสามารถสร้างแผนที่ภูมิประเทศที่มีรายละเอียดสูงมาก”
สำหรับการสังเกตเครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์คุณสามารถสร้างแผนที่ระดับความสูงได้โดยการวัดเวลาที่แสงเลเซอร์จะกระเด็นลงไปที่พื้นผิวดวงจันทร์และกลับไปที่เครื่องมือ ยิ่งใช้เวลานานเท่าใดระดับความสูงของภูมิประเทศก็จะต่ำลง เมื่อใช้การวัดเหล่านี้กลุ่มแผนที่พื้นของปล่องภูเขาไฟและความลาดชันของผนัง
ทีมใช้การวัดมากกว่า 5 ล้านครั้งเพื่อสร้างแผนที่โดยละเอียด
ในขณะที่พื้นใบหน้าของปล่องภูเขาไฟนั้นค่อนข้างสดใส Zuber และเพื่อนร่วมงานของเธอสังเกตเห็นว่าผนังของมันสว่างขึ้น การค้นพบครั้งแรกนั้นทำให้งง นักวิทยาศาสตร์คิดว่าถ้าน้ำแข็งอยู่ที่ใดก็ตามในปล่องภูเขาไฟมันจะอยู่บนพื้นซึ่งไม่มีแสงแดดส่องเข้ามาโดยตรง ผนังด้านบนของปล่องภูเขาไฟแช็คเคิลตันจะส่องสว่างเป็นครั้งคราวซึ่งอาจระเหยน้ำแข็งใด ๆ ที่สะสมอยู่ ทฤษฎีที่นำเสนอโดยทีมงานเพื่ออธิบายปริศนาคือ“ การสั่นไหวของดวงจันทร์” ซึ่งเกิดจากแผ่นดินไหวอุกกาบาตหรือกระแสน้ำแรงโน้มถ่วงจากโลก - อาจทำให้กำแพงของแช็คเคิลตันหลุดออกจากดินที่เก่ากว่าและมืดกว่า แผนที่ความละเอียดสูงพิเศษของทีม Zuber เป็นหลักฐานที่แข็งแกร่งสำหรับน้ำแข็งทั้งบนพื้นและผนังปล่องภูเขาไฟ
“ อาจมีคำอธิบายหลายประการสำหรับความสว่างที่สังเกตได้ตลอดทั้งปล่องภูเขาไฟ” ซูเบอร์กล่าว “ ตัวอย่างเช่นวัสดุที่ใหม่กว่าอาจสัมผัสกับผนังในขณะที่น้ำแข็งอาจผสมกับพื้น”
ปล่องภูเขาไฟที่ได้รับการตั้งชื่อตามนักสำรวจแอนตาร์กติกเออร์เนสต์แช็คเคิลตันนั้นกว้างเกือบ 20 กม. (มากกว่า 12 ไมล์) และลึกกว่า 3 กม. (2 ไมล์) - ลึกเท่ากับมหาสมุทรของโลก Zuber อธิบายการตกแต่งภายในของปล่องภูเขาไฟว่า“ แข็งแกร่งมาก…มันไม่ง่ายเลยที่จะคลานไปในนั้น”
เธอเสริมว่าแผนที่ภูมิประเทศใหม่จะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจการก่อตัวของปล่องภูเขาไฟและศึกษาพื้นที่อื่น ๆ ที่ไม่ได้จดบนดวงจันทร์
“ ฉันจะไม่มีวันเอาชนะความตื่นเต้นเมื่อฉันเห็นภูมิประเทศใหม่เป็นครั้งแรก” Zuber กล่าว “ มันเป็นแรงบันดาลใจที่ทำให้คนเริ่มสำรวจ แน่นอนว่าเราไม่ได้เสี่ยงชีวิตเหมือนที่นักสำรวจยุคแรก ๆ ทำ แต่มีการลงทุนส่วนบุคคลที่ยอดเยี่ยมสำหรับผู้คนจำนวนมาก”
Ben Bussey นักวิทยาศาสตร์ของเจ้าหน้าที่ที่ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ของ Johns Hopkins กล่าวว่าหลักฐานใหม่สำหรับน้ำแข็งในปล่องภูเขาไฟแช็คเคิลตันอาจช่วยกำหนดเส้นทางสำหรับภารกิจทางจันทรคติในอนาคต
“ น้ำแข็งในดินแดนขั้วโลกเป็นสิ่งที่น่าพิศวงในบางครั้ง…ฉันคิดว่านี่เป็นหลักฐานอีกชิ้นหนึ่งสำหรับความเป็นไปได้ของน้ำแข็ง” Bussey กล่าว “ เพื่อตอบคำถามอย่างแท้จริงเราจะต้องส่งคนลงจอดบนดวงจันทร์และผลลัพธ์เหล่านี้จะช่วยเราเลือกตำแหน่งที่จะส่งคนลงจอด”
และสำหรับนักสำรวจมนุษย์ใด ๆ ปล่องภูเขาไฟเช่นแช็คเคิลตันที่เสาจันทรคติอาจเป็นตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับฐานเนื่องจากเสานี้มีพื้นที่ที่มีแสงอาทิตย์ใกล้ใกล้ที่ต้องการพลังงานและพื้นที่ที่มีความมืดถาวรใกล้เคียง ซึ่งจะเป็นทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับอาณานิคมดวงจันทร์ใด ๆ
งานวิจัยของทีมได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature
แหล่งที่มา: MIT, NASA
คำบรรยายภาพนำไปสู่: ภาพความสูง (ซ้าย) และภาพนูน (ขวา) ของแช็คเคิลตันรูป 21 มม. (เส้นผ่านศูนย์กลาง 12.5 ไมล์) เป็นหลุมอุกกาบาตที่อยู่ติดกับเสาใต้ดวงจันทร์ โครงสร้างของการตกแต่งภายในปล่องภูเขาไฟถูกเปิดเผยโดยแบบจำลองระดับความสูงแบบดิจิทัลที่สร้างขึ้นจากการวัดระดับความสูงมากกว่า 5 ล้านครั้งจาก Lunar Orbiter Laser Altimeter เครดิต: NASA / Zuber, M.T. et al., Nature, 2012
คำบรรยายภาพที่สอง: นี่คือแผนที่ระดับความสูงของปล่องภูเขาไฟแช็คเคิลตันที่สร้างขึ้นโดยใช้ข้อมูล LRO Lunar Orbiter Laser Altimeter สีที่ผิดพลาดแสดงถึงความสูงโดยมีสีน้ำเงินต่ำสุดและสูงสุด / แดง / ขาว et al., Nature, 2012
