火箭助推器将以每小时6000英里的速度撞向月球

由:保罗•海|
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所有的卫星和行星都不断受到小行星和彗星的撞击。美国国家航空航天局/ WikimediaCommons

2022年3月4日,一个孤独的、用完了的火箭助推器会撞到月球表面吗时速接近6000英里(9656公里)。一旦尘埃落定美国宇航局的月球勘测轨道飞行器将进入位置,近距离观察闷烧的陨石坑,希望能对行星撞击的神秘物理学有所启发。

作为一个研究月球的行星科学家在美国,我认为这种意外的影响是一个令人兴奋的机会。月亮一直是坚定的见证太阳系历史,它布满坑洞的表面记录了过去40亿年间无数次的碰撞。18新利最新登入然而,科学家们很少能看到抛射物,通常是小行星或彗星形成这些陨石坑.在不知道陨石坑形成的具体原因的情况下,科学家们通过研究一个陨石坑可以了解到的东西也就这么多。

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即将到来的火箭撞击将提供一个偶然的实验,可以揭示很多关于自然碰撞如何撞击和冲刷行星表面的信息。18新利最新登入对撞击物理学的深入理解将有助于研究人员解释火星贫瘠的地貌月亮以及撞击对地球和其他行星的影响。

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火箭预计将撞向位于月球背面地球视野之外的赫茨普龙陨石坑(图中所示)。
美国宇航局/月球与行星研究所/维基媒体公共

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当火箭撞向月球时

有一些争论除以确切的翻滚物体的身份目前正在与月球相撞。天文学家知道,这个物体是高空卫星发射时丢弃的上层助推器。它长约40英尺(12米),重近1万磅(4500公斤)。有证据表明确实如此可能是2015年SpaceX发射的火箭或者一个中国火箭2014年发射,但双方否认所有权

火箭预计会撞上广阔贫瘠的平原巨大的赫茨普龙陨石坑,就在地平线上月球的背面从地球。

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在火箭接触月球表面的瞬间,冲击波将以每秒几英里的速度沿着弹丸的长度传播。在几毫秒内,火箭外壳的后端将被摧毁金属碎片向四面八方爆炸。

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助推器可能来自中国长征火箭-类似于这里看到的2015年发射的火箭。
AAxanderr via wikimedicommons

一个双重冲击波将向下传播到粉状的顶层月球表面被称为风化层.撞击的压缩会使尘埃和岩石升温产生白热闪光如果当时该地区恰好有一艘飞船,从太空中就能看到。由蒸发的岩石和金属组成的云将从撞击点以尘埃的形式膨胀,沙粒大小的颗粒被抛向天空。在几分钟的时间里,喷射出的物质将如雨点般落回正在冒烟的火山口周围的表面。这枚不幸的火箭几乎什么也不会留下。

如果你是一个太空迷,你可能会有一些déjà似曾相识的经历——美国宇航局在2009年故意做了一个类似的实验撞毁了月球陨石坑观测和传感卫星月球南极附近的一个永久阴影环形山。我参与了LCROSS任务,获得了巨大的成功。通过研究抛射到阳光下的尘埃的成分,科学家们能够找到几百磅的水冰那是由于撞击从月球表面释放出来的。这是支持这一观点的关键证据,数十亿年来,彗星一直在输送水和有机化合物当他们撞到月球表面时。

18新利最新登入然而,由于LCROSS火箭的陨石坑永远被阴影遮蔽,我和我的同事们已经奋斗了十年,以确定这个埋藏的富冰层的深度。

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用月球勘测轨道飞行器观测

即将到来的撞击的意外实验将使行星科学家有机会在白天观察一个非常相似的陨石坑。这就像第一次看到LCROSS陨石坑的全部细节一样。

由于撞击将发生在月球的远端,地球上的望远镜将无法观测到。但撞击发生大约两周后,美国宇航局的月球勘测轨道飞行器将在其轨道将其带到撞击区上方时开始瞥见陨石坑。一旦条件合适,就会月球轨道飞行器照相机将开始拍摄撞击地点的照片,分辨率约为每像素3英尺(1米)。来自其他太空机构的月球轨道飞行器也可能进行训练他们的相机在陨石坑上。

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陨石坑的形状以及喷射出的尘埃和岩石有望揭示火箭撞击时的方向。18新利最新登入垂直方向会产生更圆的特征,而不对称的碎片模式可能表明更多的腹部下沉。模型显示陨石坑可能在附近的任何地方直径30到100英尺(10到30米),大约6到10英尺(2到3米)深

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从地球上看不见这个陨石坑,所以科学家们将依靠月球勘测轨道飞行器拍摄的照片。
美国国家航空航天局/ WikimediaCommons

撞击产生的热量也将是有价值的信息。18luck手机登录如果观测速度够快,就有可能月球轨道飞行器的红外仪器将能探测到陨石坑内灼热的物质。这可以用来计算撞击产生的总热量。如果轨道飞行器不能足够快地观察到情况,高分辨率图像可以用来估计陨石坑和碎片区中熔化物质的数量。

通过比较前后对比图通过轨道飞行器的摄像头和热传感器,科学家们将寻找火星表面的任何其他微妙变化。其中一些影响可以延伸到陨石坑半径的几百倍

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为什么这很重要

撞击和陨石坑的形成是一个普遍的现象在太阳系里。环形山使行星外壳破碎,逐渐形成松散的粒状顶层最无空气的世界.18新利最新登入然而,尽管这一过程很常见,但人们对其整体物理特性却知之甚少。

观察即将到来的火箭撞击和产生的陨石坑可以帮助行星科学家更好地解释2009年LCROSS实验的数据产生更好的碰撞模拟.一个名副其实的任务方阵计划在未来几年访问月球,对月球表面性质的知识——特别是埋藏冰的数量和深度——的需求很高。

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不管这枚火箭的身份如何,这次罕见的撞击事件将提供新的见解,这可能对未来的月球和其他任务的成功至关重要。

保罗•海他是科罗拉多大学博尔德分校天体物理学和行星科学的助理教授。他接受了美国国家航空航天局的资助。

本文转载自谈话在创作共用许可下你可以在原文在这里。

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