Πρωτοχρονιά στη Σελήνη για τα δύο σκάφη της αποστολής GRAIL

Δύο διαστημικά σκάφη της NASA ετοιμάζονται να εισέλθουν στην σεληνιακή τροχιά. Το πρώτο σκάφος θα εκτελέσει αυτό τον ελιγμό στις 31 Δεκεμβρίου, παραμονή της Πρωτοχρονιάς, ενώ το άλλο σκάφος θα φθάσει εκεί την 1η Ιανουαρίου 2012.  Η αποστολή GRAIL διαθέτει δύο πανομοιότυπα διαστημόπλοια, Α και Β, έφτασαν στη Σελήνη μετά από ένα ταξίδι πάνω από 3 μήνες. Η NASA αποφάσισε να καθυστερήσει τον χρόνο του ταξιδιού για να κάνει οικονομία στα καύσιμα και να επεκτείνουν έτσι τη διάρκεια της ζωής τους.

Συνήθως, το ταξίδι προς τη Σελήνη διαρκεί περίπου 3 ημέρες μόνο, δεδομένου ότι η απόσταση είναι 402.336 χιλιόμετρα. Αλλά το ταξίδι της αποστολής GRAIL κράτησε 30 φορές περισσότερο, κάνοντας 4 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Existing gravity maps are very coarse compared with what Grail should be able to produce

Το κύριο όφελος από αυτή την επιλογή είναι ότι το διαστημικό σκάφος μπορεί έτσι να εξοικονομήσει πολλά καύσιμα, κι ως εκ τούτου η αποστολή θα κρατήσει πολύ περισσότερο.  Τα επιπλέον καύσιμα θα τους επιτρέψει να προβούν σε περισσότερους ελιγμούς, και θα προσφέρει αυξημένη ευελιξία στους ελεγκτές της αποστολής.

Ένας άλλος λόγος για την επιλογή αυτής της πορείας είναι η παρουσία του οργάνου Ultra Stable Oscillator (USO) πάνω στα δύο διαστημικά σκάφη. Αυτό είναι το μοναδικό επιστημονικό όργανο που μετέχει της αποστολής, και ήταν προτιμότερο να παραμείνει σε λειτουργία σε όλη την πτήση.

Αυτό επέτρεψε στο USO να διατηρεί την βέλτιστη θερμοκρασία της δραστηριότητας του πολύ πριν τα σκάφη εισέλθουν σε σεληνιακή τροχιά. Ο σκοπός της αποστολής GRAIL είναι η μέτρηση ολόκληρου του πεδίου βαρύτητας του φεγγαριού, ενώ τα δύο σκάφη θα κινούνται πάνω από την επιφάνειά του σε ένα πολύ σφιχτό σχηματισμό.

Το όργανο USO θα στέλνει ραδιοκύματα μεταξύ του GRAIL-A και GRAIL-B, μετρώντας έτσι πόσο μακριά είναι το ένα από το άλλο με εξαιρετική ακρίβεια. Κάθε φορά που ο σχηματισμός θα περνά πάνω από περιοχές με μεταβλητή βαρύτητα, η απόσταση θα αλλάζει σχεδόν ανεπαίσθητα, καθώς το εξελιγμένο επιστημονικό όργανο θα αισθάνεται τις διαφοροποιήσεις αυτές.

Με τη σειρά του αυτό επιτρέπει στην επιστημονική ομάδα να μετατρέπει τα δεδομένα της κίνησης σε ένα  υψηλής ανάλυσης χάρτη της βαρύτητας της Σελήνης.

"Η αποστολή αυτή θα ξαναγράψει τα σχολικά βιβλία για την εξέλιξη του φεγγαριού," δήλωσε η Maria Zuber, από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης..

Γιατί η αποστολή θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα το πως σχηματίστηκε η Σελήνη, η Γη και οι άλλοι βραχώδεις πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος.

Οι επιστήμονες ξαφνιάζονται, για παράδειγμα, επειδή ένα όρος στην Σελήνη δεν έχει την αναμενόμενη υψηλότερη βαρύτητα, ενώ αντίθετα μερικές πεδιάδες έχουν μεγαλύτερη, μια ένδειξη για την ύπαρξη υπόγειων δομών που αυξάνουν τη βαρύτητα.

Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι η νέα αποστολή GRAIL (Gravity Recovery And Interior Laboratory), κόστους σχεδόν μισού δισεκατομμυρίου δολαρίων, θα τους βοηθήσει να συναρμολογήσουν το γεωλογικό «παζλ» του φεγγαριού από την αρχή της δημιουργίας του πριν από περίπου 4,4 – 4,5 δισ. χρόνια, όταν πιστεύεται ότι, μετά από μια κολοσσιαία πρόσκρουση στη Γη ενός σώματος όσο ο Άρης, τεράστια κομμάτια ύλης εκτινάχθηκαν στο διάστημα, ώσπου συμπτύχθηκαν και αποτέλεσαν σταδιακά τη Σελήνη.

Υπάρχει όμως τελευταία και μια άλλη άποψη για τον σχηματισμό της Σελήνης. Αυτή μας λέει ότι είναι πιθανό από το νέφος των συντριμμιών που δημιουργήθηκε να σχηματίστηκαν όχι ένα αλλά δύο φεγγάρια, τα οποία σιγά σιγά πλησίασαν και συγκρούστηκαν με χαμηλή ταχύτητα λίγο μετά. Αυτό το σενάριο θα εξηγούσε κάποιες ιδιαιτερότητες της μορφολογίας και της σύστασης της Σελήνη

Μερικά βασικά ζητήματα παραμένουν αναπάντητα για το εσωτερικό του φεγγαριού. Αυτά περιλαμβάνουν το πάχος του φλοιού του και πόσο από το εσωτερικό του είναι ακόμα λειωμένο, που όποιος τα βρει μπορεί να ρίξει φως στην πρώιμη ιστορία του φεγγαριού καθώς και την προέλευση του.

Παραδείγματος χάριν, έχει προταθεί ότι κάποιο τμήμα της μάζας του φεγγαριού είναι το αποτέλεσμα των τεράστιων συγκρούσεων που έγιναν στη αθέατη πλευρά του και στις απαρχές της ιστορίας του φεγγαριού. Αυτές ανάγκασαν την κοντινή πλευρά σε μας να διογκωθεί εξωτερικά, η οποία πάγωσε μόλις το φεγγάρι σταθεροποιήθηκε.
Στην αποστολή GRAIL οι μετρήσεις θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να αναδημιουργήσουν τον τρόπο που ο φλοιός του φεγγαριού αντέδρασε στις συγκρούσεις, αναφέρει η Maria Zuber. "Οι μεταβολές στο πάχος του γήινου φλοιού, περιέχουν πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο σημαντικές συγκρούσεις έχουν ανακατανείμει την μάζα του," λέει.

Τέλος, θα μάθουμε και κάτι πολύ χρήσιμο: η καλύτερη γνώση του πεδίου βαρύτητας του φεγγαριού μπορεί να βοηθήσει στη χάραξη σταθερότερων πορειών προς το φεγγάρι των διαστημικών σκαφών, αλλά και την καλύτερη προσεδάφιση τους.

"Η ομάδα μας δεν μπορεί να συμμετάσχει στην παραδοσιακή γιορτή της Πρωτοχρονιάς, αλλά θα περιμένει να δει τα δύο διαστημικά σκάφη να εισέρχονται με ασφάλεια σε σεληνιακή τροχιά. Κι αυτό θα μας ενθουσιάσει τόσο που δεν θα μας φανεί η έλλειψη της γιορτής,"  εξηγεί ο David Lehman υπεύθυνος για το GRAIL.

Πηγή: NASA  physics4u
 http://www.nasa.gov/mission_pages/grail/news/grail20111230.html
 http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-16353839