تتألف الخرائط القمرية الأولى ببساطة من أفضل صور القمر من التلسكوبات الأرضية ، والتي تم تحويلها لتوفير المعلومات الضرورية لرواد فضاء أبولو.
ولكن عندما يصل المستكشفون القمريون القادمون ، سيكون لديهم خرائط طبوغرافية مفصلة بشكل لا يصدق لسطح القمر ، وذلك بفضل الكاميرات عالية الدقة والأدوات الموجودة على متن الأقمار الصناعية مثل مركبة الاستطلاع المدارية Lunar Reconnaissance Orbiter. مقياس الارتفاع Lunar Orbiter Laser (LOLA) من LRO ينطلق بالقمر 140 مرة كل ثانية ، ويقيس الصعود والهبوط والأركان والشقوق على سطح القمر بدقة في غضون أربع بوصات.
ولكن تم إنشاء أنواع أخرى من خرائط القمر ، مثل الخريطة المعدنية القمرية المفصلة التي أبلغنا عنها الشهر الماضي ، من مركز علوم الجيولوجيا الفلكية التابع للجمعية الجيولوجية الأمريكية (USGS).
والآن ، قام الباحثون في جامعة سنترال فلوريدا بتجميع بيانات القمر الصناعي القمري لإنشاء نوع آخر من الخرائط لمساعدة المنقبين المستقبليين الذين يبحثون عن الجليد المائي على القمر.
يشرح هذا النموذج الجيولوجي ، المسمى بمؤشر أفضلية الجليد ، عملية تكوين الجليد في أقطاب القمر. وهي تشمل خرائط التضاريس وتوضح الحفر التي يحتمل أن تحتوي على رواسب جليدية. يأخذ في الاعتبار العمليات الجيولوجية وتأثيرات الكويكبات وكيف أن هذه الأحداث قد خلقت على الأرجح رواسب من الجليد ، على بعد أمتار تحت سطح القمر.
قال عالم الكواكب كيفين كانون ، من جامعة كاليفورنيا ، الذي قاد البحث: 'على الرغم من كوننا أقرب جيراننا ، إلا أننا ما زلنا لا نعرف الكثير عن المياه على القمر ، لا سيما الكمية الموجودة تحت السطح'. 'من المهم بالنسبة لنا أن نفكر في العمليات الجيولوجية التي استمرت لفهم أفضل للمكان الذي قد نجد فيه رواسب الجليد وأفضل طريقة للوصول إليها بأقل قدر من المخاطر.'
قاد عالم الكواكب في جامعة كاليفورنيا ، كيفين كانون ، فريقًا أنشأ النظام النموذجي.
الائتمان: جامعة سنترال فلوريدا
قبل إنشاء موقع تعدين على الأرض ، تحتاج شركات التعدين والاستخراج إلى إجراء أعمال جيولوجية مفصلة ، مثل إجراء خرائط ميدانية ، وأخذ عينات أساسية وفهم الأسباب الجيولوجية وراء تكوين معدن معين يبحثون عنه في منطقة اهتمام .
قال كانون إن فريقه اتبع نفس النهج ، لكنه استخدم البيانات التي تم جمعها حول القمر على مر السنين من ملاحظات الأقمار الصناعية وعينات أبولو.
أشارت مجموعة كبيرة من البيانات من مختلف الأقمار الصناعية إلى احتمال وجود جليد مائي على القمر. أشارت البيانات التي أعادتها المركبة الفضائية Lunar Prospector ، التي تم إطلاقها في عام 1998 ، إلى أن الجليد المائي قد يكون موجودًا في القطبين الشمالي والجنوبي للقمر ، وهو ما يتفق مع تفسيرات مهمة كليمنتين ، التي تم إطلاقها في عام 1994. ويبدو أن الجليد مختلط في مع الثرى القمري (الصخور السطحية والتربة والغبار) مع مناطق من رواسب جليدية قريبة من الماء النقي.
الفوهات القمرية كما صورها مخطط مون مينيرالوجي مابر التابع لوكالة ناسا. حقوق الصورة: SRO / NASA / JPL-Caltech / USGS / Brown Univ.
في وقت لاحق ، أظهرت أعمدة الارتطام للقمر الصناعي لرصد واستشعار القمر (LCROSS) ومرحلة صاروخ Centaur في فوهة Cabeus بالقرب من القطب الجنوبي للقمر في عام 2009 التوقيع الطيفي للهيدروكسيل ، وهو مؤشر رئيسي على وجود جليد الماء في أرضية الحفرة. أشار تحليل النتائج إلى تركيزات تقارب 6٪ ماء في منطقة التأثير ، بما في ذلك بلورات ثلجية نقية تقريبًا في بعض المناطق. في الوقت نفسه تقريبًا ، أشارت تجربة Mini-SAR الهندية Chandrayaan-1 إلى وجود رواسب كبيرة محتملة من الجليد المائي في الفوهات القمرية الشمالية.
يأخذ النموذج الذي أنشأه كانون وفريقه بعين الاعتبار مصادر الجليد المائي على القمر عند السطح وتحته ، وكيف من المحتمل أن تحتفظ مناطق مختلفة بهذا الجليد. إنه يركز بشدة على 'البستنة المؤثرة' - حيث تثير الأحداث المؤثرة وتخلط الثرى القمري مع جليد الماء والمعادن المعدلة الأخرى.
مواقع مساحات تأثير Diviner LCROSS متراكبة على خريطة حرارية نهارية رمادية للمنطقة القطبية الجنوبية للقمر. تم استخدام بيانات Diviner للمساعدة في تحديد موقع تأثير LCROSS النهائي داخل Cabeus Crater ، والذي أخذ عينات من منطقة شديدة البرودة في ظل دائم يمكن أن يكون بمثابة مصيدة باردة فعالة للثلج المائي والمواد المتطايرة الأخرى المجمدة. الائتمان NASA / GSFC / UCLA
استخدموا محاكاة تأثير ثلاثية الأبعاد لنمذجة واستكشاف كيف يمكن أن تتطور رواسب الجليد في مناطق مختلفة من القمر.
قال الفريق في ورقتهم المنشورة في مجلات إيكاروس: 'أظهرت نتائج المحاكاة أن تركيزات الجليد يجب أن تصبح في نهاية المطاف متجانسة إلى حد ما على نطاق متر إلى هكتار بسبب تأثير البستنة ، ويتم توزيع التركيزات العالية بشكل عشوائي بدلاً من تجميعها في خام شبيه بالأرض. جثث.'
ووجدوا أن أفضل رواسب الجليد لاستخراجها من المحتمل أن توجد بعمق 10 سنتيمترات أو أكثر. كما قاموا بدمج برمجيات التعدين الأرضي لإنشاء نماذج يمكنها إرشاد البعثات الإيضاحية المستقبلية لاستخدام الموارد في الموقع والتخطيط المستقبلي لعمليات التعدين.
لماذا يعد تعدين الجليد القمري مهمًا؟ يمكن تحويل الجليد المائي إلى موارد ، مثل الوقود ، لبعثات الفضاء وكذلك الماء والأكسجين لمستكشفي القمر أو سكانه في المستقبل.
يقول دان بريت ، أستاذ الفيزياء بجامعة كاليفورنيا ، والمؤلف المشارك: 'إن فكرة تعدين القمر والكويكبات لم تعد خيالًا علميًا'. 'هناك فرق في جميع أنحاء العالم تتطلع إلى إيجاد طرق لتحقيق ذلك وسيساعد عملنا في تقريبنا من تحويل الفكرة إلى حقيقة.'
للمزيد من المعلومات، انظر البيان الصحفي UCF.
اقرأ ورقة الفريق
يوتا مقال عن لماذا دبليو العتير على القمر مهم جدا.