كانت LCROSS مهمة غير عادية ، حيث اعتمدت على التأثير من أجل دراسة هيئة كوكبية. لم تكن المهمة غير عادية فحسب ، بل كان عمود القذف الناتج عن ضرب صاروخ Centaur المقوي في القمر.
قال بيت شولتز ، من جامعة براون وعضو في فريق LCROSS العلمي: "إن التأثير العادي مع جهاز التأثير القوي يرفع الحطام أكثر من الأعلى ، مثل غطاء المصباح المقلوب الذي يزداد اتساعًا وأوسع نطاقا مع خروجه". "لكن تكوين جهاز صدمة مجوف - الداعم الصاروخي الفارغ - خلق عمودًا يحتوي على عمود منخفض الزاوية ولكن الأهم من ذلك أيضًا عمودًا عالي الزاوية بارزًا حقًا أطلق النار بشكل مستقيم تقريبًا."
هذا العمود المرتفع رفع الحطام بما فيه الكفاية بحيث كان مضاءًا بأشعة الشمس ، ويمكن دراسته بواسطة المركبات الفضائية.
على الرغم من أن العمود لم يكن يُرى من الأرض ، كما تم الإعلان عنه قبل الارتطام ، إلا أنه شاهده كل من مركبة LCROSS الراعية والمركبة الفضائية لاستكشاف القمر. لم يكن استخدام Centaur المستهلك من خلال تصميم المهمة بقدر ما كان استخدام ما هو متاح. لكن تبين أنه خيار رائع.
وقال شولتز لمجلة الفضاء في مقابلة هاتفية هذا الأسبوع "أعتقد أننا كنا محظوظين للغاية". "أعتقد أن تصميمًا آخر ، وربما حصلنا على نتيجة مختلفة تمامًا. ربما لم يأت الكثير من الحطام في ضوء الشمس وكان العمود سيكون مؤقتًا جدًا. "
من أجل أن يصل الحطام إلى مستوى عالٍ بما يكفي ليصبح في ضوء الشمس ، يجب أن يرتفع حوالي نصف ميل فوق قاع الحفرة.
قال شولتز: "لوضع هذا في المنظور ، كان علينا أن نرمي الحطام مرتين بارتفاع برج سيرز ، أطول مبنى في الولايات المتحدة. الآن القمر لديه جاذبية أقل ، لذلك إذا أعادناه إلى الأرض ومقارنته ، فإن الأمر أشبه بمحاولة إلقاء الكرة على قمة نصب واشنطن. لذلك هناك الكثير من الجاذبية للتغلب عليها ، وتبين أن هذا التأثير فعل ذلك لأننا استخدمنا تأثيرًا مجوفًا ".
عندما ضرب الداعم الصاروخي وبدأت الحفرة في التكون ، انهار السطح القمري وأطلق النار لأعلى - تقريبًا مثل طائرة - نحو ضوء الشمس ، حاملاً معه المواد المتطايرة التي حوصرت في regolith.
من أجل معرفة كيف سيبدو التأثير ، قام شولتز وفريقه ، الذي شمل طالب الدراسات العليا بريندان هيرمالين ، بعمل تأثيرات ونمذجة صغيرة. تم إجراء اختباراتهم فقط قبل شهرين من التأثير الفعلي ، واستخدموا مقذوفات صغيرة نصف بوصة في أسطح مختلفة.
قال شولتز: "معظم التأثيرات ، عندما نمثلها ، نفترض أن التأثيرات قوية". "لقد أجرينا تجارب ، مع مقذوفات صلبة وجوفاء ، وعندما استخدمنا المقذوف المجوف ، كانت لدينا مفاجأة حقيقية. لم نر فقط الحطام يتحرك إلى الخارج ، ولكن أيضًا إلى الأعلى. "
تابع شولتز: "لم نكن نعرف بالضبط ما الذي سنراه في تأثير LCROSS الفعلي ، لكن اختباراتنا أوضحت كثيرًا" ، موضحة سبب رؤيتنا لما قمنا به ولماذا رأينا العمود لوقت طويل . إذا كان يخرج مثل غطاء مصباح مقلوب أو قمع يتوسع ، لكانت الحطام صعد وتراجع ، وربما كان سيتم ذلك في غضون 20 ثانية. بدلاً من ذلك ، استمرت في القدوم ".
ولكن كانت هناك بعض اللحظات المتوقعة. عندما اقتربت المركبة الفضائية LCROSS من سطح القمر ، قام توني كولابريت والفريق بتعديل التعرض للكاميرات وكان الفريق قادرًا على رؤية سطح القمر في الثواني الأخيرة قبل التصادم.
قال شولتز: "كان ذلك رائعًا". "هذا يعني أننا رأينا الحفرة ، وتمكنا من الحصول على تقدير لمدى حجم الحفرة ، وكان منطقيًا بما قالته توقعاتنا. لكننا تمكنا أيضًا من رؤية بقايا هذا العمود عالي الزاوية ما زالت تعود إلى السطح. لا بد أن هذا تم تصويره تقريبًا في الفضاء ، وقد عاد الآن إلى القمر. رأينا أنها سحابة منتشرة للغاية ، وشاهدنا الأجزاء المتبقية من regolith تتراجع ، مثل النافورة. بالنسبة لي ، كان هذا هو الجزء الأكثر إثارة ".
قال شولتز إنه كان عصبيا أثناء التأثير.
قال: "يجب أن أعترف ، كنا على الدبابيس والإبر ، لأن هذا كان أكبر بكثير من تجارب استخدام مقذوفات نصف بوصة ولم نكن نعرف ما إذا كانت سترتفع. كنا نتعامل مع شيء يشبه حافلة المدرسة التي لا يوجد أطفال على متنها وكان يندفع إلى القمر ولم نكن نعرف ما إذا كان ذلك سيتصرف بنفس الطريقة التي تتبعها نماذجنا الأصغر ".
وعلى الرغم من أن العمود كان يعمل مثل النماذج ، فقد كان هناك الكثير من المفاجآت - سواء في التأثير أو ما تم اكتشافه الآن في Cabeus Crater.
"كنا نعرف متى ستصطدم بالسطح - نعرف مدى السرعة التي كنا نسير بها وأين كنا فوق السطح - واتضح أنه كان هناك تأخير قبل أن نرى الفلاش وكان ذلك مفاجئًا حقًا" ، شولتز قال. “كان حوالي نصف ثانية تأخير ثم استغرق حوالي ثلث تأخير ثانية قبل أن يبدأ في الارتفاع ويصبح أكثر إشراقا. استغرق الأمر كله سبعة أعشار من الثانية قبل أن يبدأ في السطوع. هذا هو السمة المميزة لسطح رقيق ".
قال شولتز إنهم يعرفون أنه من المحتمل أن يكون سطحًا "رقيقًا" من التجارب والنمذجة ، ومن المقارنات مع مهمة ديب إمباكت ، التي كان محققًا مشاركًا فيها.
قال شولتز: "من أول الأشياء التي أدركناها أن هذا ليس نظامك المعتاد - ما تفكر فيه عادةً للقمر". "شاهدنا الفلاش ، وبحثنا عن نوع الأطياف التي رأيناها. الأطياف لها بصمات لتكوين العناصر والمركبات. كنا نتوقع بسبب السرعة المنخفضة التي لن نراها كثيرًا. ولكن بدلاً من ذلك ، حصلنا على الفور على بضع ضربات ، وشاهدنا انبعاثًا مفاجئًا لـ OH ، وهو سمة مميزة في هذا الطول الموجي لمنتج ثانوي لتسخين الماء. ثم كان التعرض الثاني لمدة ثانيتين عندما بدأت الأمور بالظهور ، وأصبح الطيف العام أكثر إشراقًا مما يعني أننا نشهد المزيد من الغبار. ولكن بعد ذلك رأينا هذه القمة العملاقة الكبيرة للصوديوم ، تمامًا مثل المنارة ، وهو خط صوديوم شديد السطوع. "
ثم كان هناك خطان آخران غريبان للغاية. قال شولتز: "أفضل جمعية يمكن أن نجدها هي الفضة". كانت تلك مفاجأة. ثم بدأت جميع خطوط الانبعاث الأخرى في الظهور مع دخول المزيد من المواد إلى ضوء الشمس. هذا يشير إلى أننا كنا نرمي الغبار في ضوء الشمس ، وأن المواد المتطايرة التي تم تجميدها في الوقت المناسب ، حرفيًا ، في ظلال كابوس كانت تسخن ويتم إطلاقها ".
وقال شولتز إن بعض هذه المركبات لم تشمل الماء والهيدروكربونات فحسب ، ولكن أيضًا أشياء مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والميثان ، "أشياء لا نفكر بها عندما نتحدث عن القمر". "هذه هي المركبات التي نفكر فيها عندما نفكر في المذنبات ، لذلك نحن الآن في وضع قد يكون ما نشهده في القطبين نتيجة لتاريخ طويل من التأثيرات التي تجلب معها الكثير من هذا النوع من المواد. " (اقرأ حوارنا مع توني كولابريت لمزيد من المعلومات حول نتائج LCROSS الأخيرة.)
لكن لا أحد متأكد من كيف يمكن للقمر التمسك بهذه المواد المتطايرة وكيف ينتهي بها المطاف في الحفر القطبية.
لمعرفة ذلك ، قال شولتز إن هناك حاجة إلى مزيد من المهام إلى القمر.
وقال شولتز: "على الرغم من أن رواد فضاء أبولو كانوا هناك ، إلا أننا نجد الآن أشياءً بعد 40 عامًا تجعل رؤوسنا تلتقط كل هذه المعلومات الجديدة". "هذا يوضح لك أنه يمكنك زيارة المكان وتعتقد أنك تعرف مكانًا ، ولكن عليك العودة وربما العيش هناك."
قال شولتز أنه بصفته خبيرًا تجريبيًا ، لا يمكن للمرء أبدًا أن يشعر بالارتياح ، ولكن بالنظر إلى كيفية تصرف العمود الفعلي مثل نماذجهم ، كان هو وفريقه سعداء جدًا. "إن التجارب تسمح للطبيعة بتعليمك الدروس ولهذا فهي مثيرة للاهتمام للقيام بها. نحن متواضعون كل يوم تقريبا. "
