LCROSS bola nezvyčajná misia v tom, že sa spoliehala na dopad, aby mohla študovať planetárne teleso. Nielen, že misia bola neobvyklá, tak bol ejektový oblak produkovaný úderom dutého zosilňovača rakiet Centaur na Mesiac.
"Normálny náraz so solídnou nárazovou hlavicou vyhodí zvyšky viac ako hore, ako je to v prípade tieňového krytu tienidla, ktorý sa rozširuje a rozširuje," uviedol Pete Schultz z Brown University a člen vedeckého tímu LCROSS. "Ale konfigurácia dutého nárazového telesa - prázdneho zosilňovača rakiet - vytvorila oblak, ktorý mal oblak s nízkym uhlom, ale čo je dôležitejšie, tiež veľmi výrazný oblak s vysokým uhlom, ktorý strieľal takmer rovno nahor."
Tento vysoký oblak dostatočne zdvihol trosky, takže bol osvetlený slnečným žiarením a mohol ho študovať kozmická loď.
Aj keď oblak nebol videný zo Zeme, ako bol inzerovaný pred nárazom, videl ho pastierská kozmická loď LCROSS a lunárny prieskumný orbiter. Využitie utrateného Centauru nebolo podľa návrhu misie až také použitie toho, čo bolo k dispozícii. Ukázalo sa však, že je to skvelá voľba.
"Myslím, že sme mali dosť šťastia," povedal Schultz v časopise Space Magazine v telefonickom rozhovore. „Myslím si, že iný dizajn, a možno sme dosiahli veľmi odlišný výsledok. Na slnko sa pravdepodobne nedostalo veľa úlomkov a oblak by bol veľmi dočasný. “
Na to, aby sa trosky dostávali dosť vysoko na to, aby sa dostali na slnečné svetlo, musela stúpať asi pol kilometra nad dno kráteru.
„Aby sme to uviedli do perspektívy,“ povedal Schultz, „sme museli vyhodiť zvyšky dvakrát do výšky Sears Tower, najvyššej budovy v USA. Teraz má Mesiac menšiu gravitáciu, takže ak ho vrátime späť na Zem a porovnáme, je to ako pokúsiť sa hodiť loptu na vrchol Washingtonovho pamätníka. Existuje teda veľa gravitácie, ktorú treba prekonať, a ukázalo sa, že tento dopad to urobil, pretože sme použili dutú nárazovú hlavicu. “
Keď raketový zosilňovač zasiahol a kráter sa začal tvoriť, lunárny povrch sa zrútil a vystrelil nahor - takmer ako prúd - smerom k slnečnému žiareniu, ktorý so sebou prchal prchavé látky zachytené v regolite.
S cieľom zistiť, ako bude dopad vyzerať, urobil Schultz a jeho tím, medzi ktoré patril postgraduálny študent Brendan Hermalyn, dopady v malej mierke a modelovanie. Testy boli vykonané len pár mesiacov pred skutočným nárazom a použili malé pol palcové strely na rôzne povrchy.
„Väčšina dopadov pri ich modelovaní predpokladáme, že nárazové telesá sú solídne,“ povedal Schultz. „Urobili sme experimenty s pevnými aj dutými projektilmi, a keď sme použili dutý projektil, mali sme skutočné prekvapenie. Nevideli sme len to, ako sa trosky pohybujú smerom von, ale aj smerom nahor. “
„Naozaj sme nevedeli, čo presne sa bude diať v skutočnom dopade LCROSS, ale naše testy veľa vysvetlili,“ pokračoval Schultz, „vysvetlil, prečo sme videli, čo sme urobili a prečo sme videli takú perlu tak dlho , Keby to vychádzalo ako obrátený tienidlo alebo rozširujúci sa lievik, trosky by prišli hore a dole dolu a pravdepodobne by sa to stalo asi za 20 sekúnd. Namiesto toho to stále prichádzalo. “
Očakávali sa však niektoré momenty. Keď sa kozmická loď LCROSS priblížila k lunárnemu povrchu, Tony Colaprete a tím upravili expozície na kamerách a tím bol schopný vidieť povrch Mesiaca v posledných sekundách pred nárazom.
"Bolo to skvelé," povedal Schultz. „To znamená, že sme videli kráter, dokázali sme odhadnúť, aký veľký kráter bol, a to dávalo zmysel tomu, čo hovorili naše predpovede. Ale videli sme aj zvyšky tohto oblaku s vysokým uhlom, ktoré sa stále vracajú na povrch. Toto muselo byť zastrelené takmer priamo do vesmíru a teraz sa vracalo na Mesiac. Videli sme to ako veľmi rozptýlený mrak a videli sme, že zostávajúce časti regolitu zostupujú späť ako fontána. Pre mňa to bola najzaujímavejšia časť. “
Schultz povedal, že počas nárazu bol nervózny.
„Musím sa priznať, že sme boli na špendlíkoch a ihličkách,“ povedal, „pretože to bolo niečo oveľa väčšie ako experimenty s použitím pol palcových striel a nevedeli sme, či sa bude zväčšovať. Zaoberali sme sa niečím, čo vyzeralo ako školský autobus bez detí na palube, ktorý sa búchal na Mesiac, a nevedeli sme, či sa bude správať rovnako ako naše menšie modely. ““
Aj keď sa chochol choval ako modely, došlo k mnohým prekvapeniam - čo sa týka dopadov, ako aj toho, čo sa teraz zistilo v kráteri Cabeus.
"Vedeli sme, kedy to dopadlo na povrch - vieme, ako rýchlo sme išli a kde sme boli nad povrchom - a ukázalo sa, že došlo k oneskoreniu, než sme videli blesk, a to bolo skutočne prekvapenie," Schultz povedal. "Bolo to asi pol sekundy oneskorenie a potom to trvalo asi tretinu sekundy oneskorenie, než sa začal zdvíhať a jasnejšie." Celá vec trvala sedem desatín sekundy, než sa začalo rozjasňovať. To je charakteristický znak nadýchaného povrchu. “
Schultz povedal, že vedia, že to bol pravdepodobne „chlpatý“ povrch z experimentov a modelovania a z porovnania s misiou Deep Impact, pre ktorú bol spoluřešiteľom.
"Jednou z prvých vecí, ktoré sme si uvedomili, bolo, že to nie je váš normálny regolit - čo si zvyčajne myslíte o Mesiaci," povedal Schultz. "Pozerali sme na blesk a hľadali sme aký druh spektier sme videli." Spektrá majú odtlačky prstov zloženia prvkov a zlúčenín. Čakali sme kvôli nízkej rýchlosti, ktorú by sme vlastne veľa neuvideli. Ale namiesto toho sme okamžite dostali pár zásahov, videli sme náhlu emisiu OH, ktorá je charakteristická pri tejto vlnovej dĺžke vedľajšieho produktu ohrevu vody. Potom nasledovala ďalšia 2-sekundová expozícia, keď sa začali objavovať veci, celkové spektrum sa zosvetlilo, čo znamenalo, že sme videli viac prachu. Ale potom sme videli tento obrovský vrchol sodíka, presne ako maják, veľmi jasnú sodíkovú líniu. “
A potom tam boli ďalšie dva riadky, ktoré boli veľmi čudné. "Najlepším združením, ktoré sme našli, bolo striebro," uviedol Schultz. „To bolo prekvapenie. Potom sa začali objavovať všetky tieto ďalšie emisné linky, keď sa na slnečné svetlo dostalo viac materiálu. To naznačuje, že sme hádzali prach na slnečné svetlo a prchavé látky, ktoré boli zmrazené v čase, doslova v tieni Cabeusu, sa zahrievali a uvoľňovali. “
Niektoré z týchto zlúčenín zahŕňali nielen vodu a OH, ale aj veci ako oxid uhoľnatý, oxid uhličitý a metán, „veci, na ktoré nemyslíme, keď hovoríme o Mesiaci,“ povedal Schultz. „To sú zmesi, o ktorých premýšľame, keď premýšľame o kométach, takže teraz sme v pozícii, že to, čo vidíme na póloch, je výsledkom dlhej histórie dopadov, ktoré so sebou prinášajú veľa tohto typu materiálu. " (Prečítajte si náš rozhovor s Tony Colaprete, kde nájdete ďalšie informácie o posledných výsledkoch LCROSS.)
Nikto si však nie je istý, ako Mesiac dokáže udržať tieto prchavé látky a ako končí v polárnych kráteroch.
Aby to bolo možné zistiť, Schultz povedal, že sú potrebné ďalšie misie na Mesiac.
"Aj keď tam boli astronauti Apolla, teraz o 40 rokov nájdeme veci, vďaka ktorým naše hlavy z toho všetkého získajú nové informácie," uviedol Schultz. "Ukazuje ti to, môžeš navštíviť a myslieť si, že poznáš miesto, ale musíš sa tam vrátiť a možno tam dokonca bývať."
Schultz povedal, že ako experimentista sa nikdy nemôže cítiť samoľúby, ale keď videl, ako sa skutočný oblak správal rovnako ako ich modely, bol s jeho tímom veľmi šťastný. „Experimenty umožňujú prírode, aby vás naučila hodiny, a preto sú veľmi zaujímavé. Sme ponížení takmer každý deň. “