LCROSS adalah misi yang tidak biasa, karena mengandalkan dampak untuk mempelajari tubuh planet. Bukan hanya misi yang tidak biasa, begitu juga bulu ejecta diproduksi dengan membanting penguat roket Centaur yang kosong ke Bulan.
"Tumbukan normal dengan penabrak yang kokoh mengeluarkan lebih dari puing-puing, seperti kap lampu terbalik yang semakin lebar dan semakin lebar," kata Pete Schultz, dari Brown University dan anggota tim sains LCROSS. "Tetapi konfigurasi penabrak berlubang - penguat roket kosong - menciptakan bulu yang memiliki kedua bulu sudut rendah tetapi yang lebih penting, juga bulu sudut tinggi yang sangat menonjol yang melesat hampir lurus ke atas."
Bulu-bulu yang tinggi ini cukup mengangkat puing-puing sehingga diterangi oleh sinar matahari, dan dapat dipelajari oleh pesawat ruang angkasa.
Meskipun bulu-bulu itu tidak terlihat dari Bumi, seperti yang diiklankan sebelum dampak, itu terlihat oleh kedua pesawat ruang angkasa penggembalaan LCROSS dan Luniter Reconnaissance Orbiter. Menggunakan Centaur yang dihabiskan tidak banyak dengan desain misi seperti menggunakan apa yang tersedia. Tapi ternyata itu pilihan yang bagus.
"Saya pikir kami cukup beruntung," kata Schultz kepada Space Magazine dalam sebuah wawancara telepon minggu ini. “Saya pikir desain lain, dan kami mungkin mendapatkan hasil yang sangat berbeda. Tidak banyak puing yang muncul di bawah sinar matahari dan bulu-bulu itu hanya bersifat sementara. "
Agar puing-puing cukup tinggi untuk masuk ke dalam sinar matahari, ia harus naik sekitar setengah mil di atas dasar kawah.
"Untuk menempatkan ini dalam perspektif," kata Schultz, "kami harus membuang puing dua kali ketinggian Menara Sears, gedung tertinggi di AS. Sekarang Bulan memiliki gravitasi yang lebih sedikit, jadi jika kita membawanya kembali ke Bumi dan membandingkannya, itu seperti mencoba melempar bola ke puncak Monumen Washington. Jadi ada banyak gravitasi untuk diatasi, dan ternyata dampak ini berhasil karena kami menggunakan penabrak kosong. ”
Ketika pendorong roket mengenai dan kawah mulai terbentuk, permukaan bulan runtuh dan melesat ke atas - hampir seperti jet - menuju sinar matahari, membawa serta volatile yang telah terperangkap di regolith.
Untuk mengetahui seperti apa dampaknya, Schultz dan timnya, yang termasuk mahasiswa pascasarjana Brendan Hermalyn, melakukan dampak skala kecil dan pemodelan. Tes mereka hanya dilakukan beberapa bulan sebelum dampak yang sebenarnya, dan menggunakan proyektil setengah inci kecil ke permukaan yang berbeda.
“Sebagian besar dampak, ketika kami memodelkannya, kami menganggap bahwa impactor itu solid,” kata Schultz. “Kami melakukan eksperimen, dengan proyektil solid dan hollow, dan ketika kami menggunakan proyektil hollow, kami benar-benar terkejut. Kami tidak hanya melihat puing-puing bergerak ke luar, tetapi juga ke atas. ”
“Kami benar-benar tidak tahu persis apa yang akan kami lihat dalam dampak LCROSS yang sebenarnya, tetapi tes kami menjelaskan banyak hal,” lanjut Schultz, “menjelaskan mengapa kami melihat apa yang kami lakukan dan mengapa kami melihat bulu-bulu itu untuk waktu yang lama . Jika itu keluar seperti kap lampu terbalik atau corong yang mengembang, puing-puing akan naik dan turun kembali, dan mungkin akan dilakukan dalam waktu sekitar 20 detik. Sebaliknya, itu terus datang. ”
Tapi ada beberapa momen yang diharapkan. Ketika pesawat ruang angkasa penggembalaan LCROSS mendekati permukaan bulan, Tony Colaprete dan tim menyesuaikan kembali eksposur pada kamera dan tim dapat benar-benar melihat permukaan Bulan pada detik-detik terakhir sebelum dampak.
"Itu hebat," kata Schultz. “Itu berarti kita harus melihat kawah, kita bisa mendapatkan perkiraan seberapa besar kawah itu, dan itu masuk akal dengan apa yang prediksi kita katakan. Tapi kami juga bisa melihat sisa-sisa bulu sudut tinggi ini masih kembali ke permukaan. Ini pasti ditembak hampir lurus ke angkasa, dan sekarang kembali ke bulan. Kami melihatnya sebagai awan yang sangat menyebar, dan melihat bagian regolith yang tersisa turun, seperti air mancur. Bagi saya, itu adalah bagian yang paling menarik. ”
Schultz mengatakan dia gugup selama dampak itu.
"Saya harus akui, kami menggunakan pin dan jarum," katanya, "karena ini adalah sesuatu yang jauh lebih besar daripada percobaan menggunakan proyektil setengah inci dan kami tidak tahu apakah itu akan ditingkatkan. Kami berurusan dengan sesuatu yang tampak seperti bus sekolah tanpa anak-anak di atas kapal yang membanting ke Bulan dan kami tidak tahu apakah itu akan berperilaku sama dengan model yang lebih kecil. "
Dan meskipun bulu-bulu itu bertindak seperti model, ada banyak kejutan - baik dalam dampak dan apa yang sekarang telah ditemukan ada di Kawah Cabeus.
"Kami tahu kapan itu akan mengenai permukaan - kami tahu seberapa cepat kami pergi dan di mana kami berada di atas permukaan - dan ternyata ada penundaan sebelum kami melihat lampu kilat dan itu benar-benar kejutan," Schultz kata. “Itu adalah penundaan setengah detik dan kemudian butuh sekitar sepertiga dari penundaan kedua sebelum mulai naik dan menjadi lebih cerah. Semuanya butuh tujuh persepuluh detik sebelum mulai cerah. Itu adalah ciri dari permukaan yang halus. ”
Schultz mengatakan mereka tahu bahwa itu kemungkinan permukaan yang "halus" dari eksperimen dan pemodelan, dan dari perbandingan dengan misi Deep Impact, di mana ia adalah seorang penyelidik.
"Salah satu hal pertama yang kami sadari adalah bahwa ini bukan regolith normal Anda - apa yang biasanya Anda pikirkan untuk Bulan," kata Schultz. “Kami menyaksikan lampu kilat, dan kami mencari jenis spektrum apa yang kami lihat. Spektra memiliki sidik jari komposisi unsur dan senyawa. Kami mengharapkan karena kecepatan rendah yang sebenarnya tidak akan kami lihat. Tetapi alih-alih kami segera mendapatkan beberapa serangan, kami harus melihat emisi OH yang tiba-tiba, yang merupakan karakteristik pada panjang gelombang produk sampingan dari pemanasan air. Kemudian paparan 2 detik berikutnya adalah ketika segala sesuatu mulai muncul, spektrum keseluruhan menjadi lebih cerah yang berarti kami melihat lebih banyak debu. Tapi kemudian kita melihat puncak raksasa natrium raksasa ini, seperti suar, garis natrium yang sangat cerah. ”
Dan kemudian ada dua baris lain yang sangat aneh. "Asosiasi terbaik yang bisa kami temukan adalah perak," kata Schultz. “Itu mengejutkan. Kemudian semua garis emisi lainnya mulai muncul ketika lebih banyak material masuk ke sinar matahari. Ini menunjukkan bahwa kami melemparkan debu ke sinar matahari, dan volatil yang telah membeku dalam waktu, secara harfiah, dalam bayang-bayang Cabeus memanas dan dilepaskan. "
Beberapa senyawa ini tidak hanya mencakup air dan OH, tetapi juga hal-hal seperti karbon monoksida, karbon dioksida, dan metana, "hal-hal yang tidak kita pikirkan ketika kita berbicara tentang Bulan," kata Schultz. “Itu adalah senyawa yang kita pikirkan ketika kita berpikir tentang komet, jadi sekarang kita berada dalam posisi bahwa mungkin apa yang kita lihat di kutub adalah hasil dari sejarah panjang dampak yang membawa banyak materi jenis ini kepada mereka. ” (Baca wawancara kami dengan Tony Colaprete untuk informasi lebih lanjut tentang hasil LCROSS baru-baru ini.)
Tapi tidak ada yang yakin bagaimana Bulan dapat menahan volatil ini dan bagaimana mereka berakhir di kawah kutub.
Untuk mengetahuinya, Schultz mengatakan lebih banyak misi ke Bulan diperlukan.
"Meskipun para astronot Apollo ada di sana, kami sekarang menemukan hal-hal 40 tahun kemudian yang membuat kepala kita jepret dari semua ini informasi baru," kata Schultz. "Ini menunjukkan kepada Anda, Anda dapat mengunjungi dan berpikir Anda tahu tempat, tetapi Anda harus kembali dan mungkin bahkan tinggal di sana."
Schultz mengatakan bahwa sebagai seorang eksperimentalis, seseorang tidak pernah dapat merasa puas diri, tetapi melihat bagaimana bulu yang sebenarnya berperilaku seperti model mereka, dia dan timnya sangat bahagia. “Eksperimen membiarkan alam mengajarkan Anda pelajaran dan itulah sebabnya mereka sangat menarik untuk dilakukan. Kami merasa rendah hati hampir setiap hari. ”
