LCROSS adalah misi yang luar biasa, kerana ia bergantung pada kesan untuk mengkaji badan planet. Bukan sahaja misi itu luar biasa, begitu juga kepulan ejecta yang dihasilkan dengan menghempaskan penggalak roket Centaur berongga ke Bulan.
'Kesan biasa dengan hentam pepejal membuang serpihan lebih banyak daripada ke atas, seperti tudung lampu terbalik yang menjadi lebih lebar dan lebih lebar apabila ia padam,' kata Pete Schultz, dari Universiti Brown dan ahli pasukan sains LCROSS. 'Tetapi konfigurasi impak berongga - penggalak roket kosong - mencipta kepulan yang mempunyai kedua-dua kepulan sudut rendah tetapi yang lebih penting, juga kepulan sudut tinggi yang sangat menonjol yang menembak hampir lurus ke atas.'
Kepulan tinggi ini menaikkan serpihan dengan cukup supaya ia diterangi oleh cahaya matahari, dan boleh dikaji oleh kapal angkasa.
Walaupun kepulan itu tidak dilihat dari Bumi, seperti yang diiklankan sebelum kesannya, ia dilihat oleh kedua-dua kapal angkasa gembala LCROSS dan Lunar Reconnaissance Orbiter. Menggunakan Centaur yang dibelanjakan tidak begitu banyak dengan reka bentuk misi tetapi menggunakan apa yang ada. Tetapi ia ternyata menjadi pilihan yang hebat.
'Saya fikir kami agak bernasib baik,' kata Schultz kepada Universe Today dalam temu bual telefon minggu ini. 'Saya fikir reka bentuk lain, dan kami mungkin mendapat hasil yang sangat berbeza. Tidak banyak serpihan yang mungkin muncul ke dalam cahaya matahari dan kepulan itu akan menjadi sangat sementara.'
Agar serpihan menjadi cukup tinggi untuk masuk ke dalam cahaya matahari, ia perlu naik kira-kira setengah batu di atas dasar kawah.
'Untuk meletakkan ini dalam perspektif,' kata Schultz, 'kami terpaksa membuang serpihan dua kali ganda ketinggian Menara Sears, bangunan tertinggi di AS. Kini Bulan mempunyai graviti yang kurang, jadi jika kita membawanya kembali ke Bumi dan membandingkannya, ia seperti cuba membaling bola ke puncak Monumen Washington. Jadi terdapat banyak graviti untuk diatasi, dan ternyata kesan ini melakukannya kerana kami menggunakan hentam berongga.'
Apabila penggalak roket melanda dan kawah mula terbentuk, permukaan bulan runtuh dan ditembak ke atas - hampir seperti jet - ke arah cahaya matahari, membawa bersamanya meruap yang telah terperangkap dalam regolit.
Untuk mengetahui kesannya, Schultz dan pasukannya, termasuk pelajar siswazah Brendan Hermalyn, melakukan impak dan pemodelan skala kecil. Ujian mereka hanya dilakukan beberapa bulan sebelum kesan sebenar, dan menggunakan peluru kecil setengah inci ke permukaan yang berbeza.
'Kebanyakan impak, apabila kita memodelkannya, kita menganggap impak itu kukuh,' kata Schultz. 'Kami melakukan eksperimen, dengan kedua-dua peluru pepejal dan berongga, dan apabila kami menggunakan peluru berongga, kami mendapat kejutan sebenar. Kami bukan sahaja melihat serpihan bergerak ke luar, tetapi juga ke atas.”
'Kami benar-benar tidak tahu dengan tepat apa yang kami akan lihat dalam impak LCROSS sebenar, tetapi ujian kami menjelaskan banyak perkara,' Schultz menyambung, 'menjelaskan mengapa kami melihat apa yang kami lakukan dan mengapa kami melihat kepulan itu untuk masa yang lama. . Jika ia telah keluar seperti tudung lampu terbalik atau corong yang mengembang, serpihan akan naik dan turun semula, dan mungkin akan dilakukan dalam masa kira-kira 20 saat. Sebaliknya, ia terus datang.”
Tetapi terdapat beberapa detik yang dijangkakan. Ketika kapal angkasa pengembala LCROSS menghampiri permukaan bulan, Tony Colaprete dan pasukan melaraskan semula dedahan pada kamera dan pasukan itu dapat benar-benar melihat permukaan Bulan pada saat-saat akhir sebelum kesan.
'Itu bagus,' kata Schultz. 'Ini bermakna kami dapat melihat kawah itu, kami dapat mendapatkan anggaran tentang berapa besar kawah itu, dan ia masuk akal dengan apa yang telah kami katakan. Tetapi kami juga dapat melihat sisa-sisa kepulan sudut tinggi ini masih kembali ke permukaan. Ini mesti ditembak hampir lurus ke angkasa lepas, dan kini kembali ke Bulan. Kami melihatnya sebagai awan yang sangat meresap, dan melihat bahagian regolit yang tinggal turun kembali, seperti air pancut. Bagi saya, itu adalah bahagian yang paling menggembirakan.”
Schultz berkata dia gugup semasa kesan itu.
'Saya perlu mengaku, kami berada di atas pin dan jarum,' katanya, 'kerana ini adalah sesuatu yang lebih besar daripada eksperimen menggunakan peluru setengah inci dan kami tidak tahu sama ada ia akan meningkat. Kami berurusan dengan sesuatu yang kelihatan seperti bas sekolah tanpa kanak-kanak di atasnya yang merempuh Bulan dan kami tidak tahu sama ada ia akan berkelakuan dengan cara yang sama seperti model kami yang lebih kecil.'
Dan walaupun kepulan itu bertindak seperti model, terdapat banyak kejutan - baik dalam kesan dan apa yang kini telah ditemui wujud di Kawah Cabeus.
'Kami tahu bila ia akan melanda permukaan - kami tahu seberapa pantas kami pergi dan di mana kami berada di atas permukaan - dan ternyata terdapat kelewatan sebelum kami melihat kilat dan itu benar-benar mengejutkan,' Schultz berkata. “Ia adalah kira-kira setengah saat kelewatan dan kemudian ia mengambil kira-kira satu pertiga daripada kelewatan kedua sebelum ia mula meningkat dan menjadi lebih cerah. Semuanya mengambil masa tujuh persepuluh saat sebelum ia mula menjadi terang. Itu adalah ciri permukaan yang gebu.”
Schultz berkata mereka tahu bahawa ia mungkin permukaan yang 'gebu' daripada eksperimen dan pemodelan, dan daripada perbandingan dengan misi Deep Impact, yang mana dia adalah penyiasat bersama.
'Salah satu perkara pertama yang kami sedar ialah ini bukan regolit biasa anda - perkara yang biasanya anda fikirkan untuk Bulan,' kata Schultz. 'Kami melihat kilat, dan kami mencari jenis spektrum yang kami lihat. Spektrum mempunyai cap jari komposisi unsur dan sebatian. Kami menjangkakan kerana kelajuan rendah yang sebenarnya kami tidak akan dapat melihat banyak. Tetapi sebaliknya kami segera mendapat beberapa hits, kami dapat melihat pelepasan OH secara tiba-tiba, yang merupakan ciri pada panjang gelombang hasil sampingan pemanasan air ini. Kemudian pendedahan 2 saat seterusnya ialah apabila perkara mula muncul, spektrum keseluruhan menjadi lebih cerah yang bermakna kami melihat lebih banyak habuk. Tetapi kemudian kami melihat puncak gergasi besar natrium ini, sama seperti suar, garis natrium yang sangat terang.'
Dan kemudian terdapat dua baris lain yang sangat ganjil. 'Persatuan terbaik yang kami dapati ialah perak,' kata Schultz. “Itu adalah satu kejutan. Kemudian semua garisan pelepasan lain ini mula muncul apabila lebih banyak bahan masuk ke dalam cahaya matahari. Ini menunjukkan bahawa kami membuang habuk ke dalam cahaya matahari, dan bahan meruap yang telah dibekukan dalam masa, secara literal, dalam bayang-bayang Cabeus semakin panas dan dan dilepaskan.
Beberapa sebatian ini termasuk bukan sahaja air dan OH, tetapi juga perkara seperti karbon monoksida, karbon dioksida, dan metana, 'perkara yang tidak kita fikirkan apabila kita bercakap tentang Bulan,' kata Schultz. “Itu adalah sebatian yang kita fikirkan apabila kita memikirkan tentang komet, jadi sekarang kita berada dalam kedudukan yang mungkin apa yang kita lihat di kutub adalah hasil daripada sejarah panjang impak yang membawa bersama mereka banyak jenis bahan ini. ” ( Baca temu bual kami dengan Tony Colaprete untuk maklumat lanjut tentang keputusan LCROSS baru-baru ini. )
Tetapi tiada siapa yang pasti bagaimana Bulan boleh berpegang pada volatil ini dan bagaimana ia berakhir di kawah kutub.
Untuk memikirkannya, Schultz berkata lebih banyak misi ke Bulan diperlukan.
'Walaupun angkasawan Apollo berada di sana, kami kini menemui perkara 40 tahun kemudian yang membuat kepala kami tersentak daripada semua maklumat baharu ini,' kata Schultz. 'Ia menunjukkan kepada anda, anda boleh melawat dan berfikir anda tahu tempat, tetapi anda perlu kembali dan mungkin tinggal di sana.'
Schultz berkata bahawa sebagai ahli eksperimen, seseorang tidak boleh berasa sombong, tetapi melihat bagaimana bulu sebenar berkelakuan seperti model mereka, dia dan pasukannya sangat gembira. “Eksperimen membenarkan alam semula jadi mengajar anda pelajaran dan itulah sebabnya ia sangat menarik untuk dilakukan. Kami direndahkan hampir setiap hari.”
