Thiết bị radar tần số vô tuyến thu nhỏ (min-RF) trên Tàu quỹ đạo Trinh sát Mặt trăng (LRO) đang tiết lộ một số điều thú vị về cách thức tác động tan chảy xung quanh các miệng hố trên Mặt trăng. Người ta biết rất nhiều về miệng núi lửa và ejecta, vì chúng tạo thành những đặc điểm ngoạn mục như vậy trên bề mặt hành tinh. Nhưng tan chảy là một thành phần khá nhỏ của quá trình tác động, và do đó không dễ dàng quan sát thấy. Do đó tương đối ít được biết về tan chảy tác động. Giờ đây, dữ liệu mới từ thiết bị radar mini-RF đang giúp lấp đầy lỗ hổng kiến thức này và cũng cung cấp cái nhìn sâu sắc về các điểm hạ cánh trong tương lai trên Mặt trăng.
Radar là một hệ thống viễn thám hoạt động, có nghĩa là nó truyền tín hiệu và sau đó ghi lại những gì bị trả lại, cung cấp thông tin về các bề mặt đã gặp phải. Nếu tín hiệu truyền đi chạm vào một bề mặt nhẵn, thì tín hiệu được trả về sẽ có hướng phân cực ngược với những gì được truyền đi. Nhưng, nếu bề mặt gồ ghề, tín hiệu có thể bị dội lại nhiều lần, chuyển đổi phân cực mỗi lần, do đó phân cực được trả về sẽ giống như các tín hiệu truyền đi. Bằng cách kiểm soát sự phân cực của tín hiệu truyền đi và theo dõi sự phân cực của các tín hiệu được trả về, các nhà nghiên cứu có thể tính tỷ lệ của cùng phân cực với phân cực tròn có ý nghĩa ngược lại, một tham số gọi là CPR. Bề mặt nhẵn sẽ có CPR thấp, trong khi bề mặt nhám sẽ có CPR cao.
Các mini-RF truyền trong băng tần radar S, ở bước sóng 12,6 cm, và do đó cho chúng ta biết về độ nhám bề mặt ở tỷ lệ 12,6 cm. Ví dụ, một bãi cát được bao phủ bởi các hạt cát có kích thước khoảng 1-2 mm (nhỏ hơn nhiều so với bước sóng truyền) sẽ xuất hiện trơn tru với Mini-RF (có giá trị CPR thấp). Nhưng, một bãi biển được bao phủ bằng đá cuội có kích thước bằng tay (khoảng kích thước của bước sóng truyền) sẽ xuất hiện thô (có giá trị CPR cao). Điều quan trọng cần lưu ý là loại thông tin này hiện không có sẵn từ dữ liệu hình ảnh hiện tại của chúng tôi, mà ngay cả ở mức tốt nhất cũng chỉ có thể giải quyết mọi thứ trên tỷ lệ 50 cm. Hơn nữa, radar mini-RF có thể xuyên sâu tới 1 m dưới bề mặt, cung cấp thông tin về các bề mặt bị chôn vùi.
Làm việc với dữ liệu RF nhỏ, Tiến sĩ Lynn Carter và một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, Đại học Johns Hopkins, và Viện Mặt trăng và Hành tinh đã xem xét các tác động tan chảy xung quanh nhiều miệng hố. Họ phát hiện ra rằng các hồ tan chảy và dòng chảy có xu hướng có giá trị CPR lớn hơn các vùng không tan chảy xung quanh. Điều này có nghĩa là dữ liệu mini-RF có thể được sử dụng để giúp tìm và xác định các vật liệu nóng chảy, bao gồm cả vật liệu chôn lấp! Từ cuộc khảo sát hạn chế của họ, Tiến sĩ Carter và nhóm của cô đã phát hiện ra rằng các hồ và dòng chảy tác động tan chảy phổ biến hơn trên Mặt trăng so với trước đây. Với nhiều công việc hơn, họ sẽ có thể lập danh mục tốt hơn về số lượng và kích thước của các ao tan chảy và chảy xung quanh các miệng hố mặt trăng, cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về việc tan chảy được tạo ra bởi các tác động và cách nó di chuyển.
Tiến sĩ Carter và nhóm của cô cũng nhận thấy rằng, trong các ao hoặc dòng chảy riêng lẻ, giá trị độ nhám có thể thay đổi. Các bề mặt gồ ghề có thể đại diện cho một lớp vỏ được làm mát một phần khi nó bị đẩy bởi chất lỏng vẫn chảy bên dưới. Những dải áp suất như vậy được nhìn thấy trong dòng dung nham trên mặt đất. Các bề mặt nhẵn có thể đại diện cho các tan chảy được làm mát nhanh chóng, hoặc các tan chảy cuối cùng đến một ao (và do đó không phải chịu sự đẩy mạnh từ tan chảy nhiều hơn). Tuy nhiên, ngay cả các dòng chảy mịn mượt mà, có vẻ khá phẳng trong hình ảnh trực quan, có xu hướng có giá trị CPR rất cao, trên thực tế, chúng thực sự rất thô. Có lẽ có rất nhiều mảnh vụn đá và ejecta rắn (thứ mà chúng ta có thể thấy trong hình ảnh hiện có) bị cuốn vào vật liệu tan chảy để làm cho chúng trở nên thô ráp ở quy mô này. Để hiểu loại bề mặt này trông như thế nào, chúng ta có thể xem xét dòng chảy trên mặt đất (thực tế hơi thô hơn so với tan chảy mặt trăng).
Công việc này có ý nghĩa quan trọng đối với việc thăm dò mặt trăng trong tương lai. Hãy tưởng tượng việc hạ cánh khó khăn trên một bề mặt gồ ghề như thế nào khi chảy vào dòng chảy. Đây là lý do tại sao các nhà khoa học lựa chọn địa điểm làm việc rất chăm chỉ trong việc xác định các khu vực trơn tru cho tàu vũ trụ hạ cánh. Tuy nhiên, nếu các bề mặt trông cực kỳ mịn trong hình ảnh trực quan thực sự gồ ghề giống như một dòng chảy, thì điều này có thể gây ra vấn đề. Dữ liệu Mini-RF có thể hữu ích trong việc xác định các vùng thô như vậy và loại bỏ chúng khỏi xem xét.
Nguồn: Những quan sát ban đầu về tác động của mặt trăng tan chảy và dòng chảy ejecta với radar Mini-RF, Carter và cộng sự, Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý V117, 2012, doi: 10.1029 / 2011JE003911.
