今年8月5日,SpaceX的獵鷹9號(Falcon 9)在完成任務之後,撞擊了月球表面。美國航太總署(NASA)的月球勘測軌道飛行器(LRO)則在8月11日至12日之間拍攝,並在上週釋出了這一系列月球上新隕石坑的影像。
LRO所拍攝的火箭撞擊前後的比較圖。Credit: NASA Goddard/Intuitive Machines
此次尋找撞擊點的工作是由全球專家和業餘愛好者的合作完成。首先由獨立天文學家利用公開數據確定火箭的軌跡。NASA近地天體研究中心利用這個機會,測試和驗證了預測撞擊的工具與技術,並將其提供給韓國探月軌道器(Danuri)團隊。幾小時後Danuri上的高解析度LUTI相機對隕石坑進行取像,驗證預測準確度約為0.6英里(約 0.97 公里)。隨後,Danuri團隊將座標發送給 NASA 的 LRO 團隊,以協助他們完成後續的取像工作。將新的隕石坑影像與撞擊前的影像進行比較後,LRO 團隊更新了隕石坑中心座標:北緯 19.4759°、東經 266.7138°,海拔 511 公尺。
近地天體研究中心計算的可能撞擊區域。兩個橢圓長均為2.1英里,寬均為0.4英里。兩種預測均使用相同的助推器軌跡計算,但只有藍色橢圓考慮了月球地形。圖中紅色和藍色圓點分別表示兩種情境下預測的撞擊位置,而綠色圓點表示實際撞擊點。Credit: NASA/JPL
為了捕捉撞擊影像,LRO團隊調整探測器姿態,使相機能在每秒1英里(約每秒1.6公里)的速度、在月面上空約60英里(約96.6公里)的高空飛過時對準隕石坑。軌道飛行器每兩小時從南極到北極繞月球運行一次,同一時間月球也在下方緩慢自轉。為了拍攝特定地點,LRO等待了約6天時間,隕石坑才進入視野內。除了指向斤斤計較,時間點也必須非常精確。如果相機過早或過晚10秒鐘按下快門,目標就會偏離影像中心10英里(約16.1公里)。
為了捕捉隕石坑細節,LRO使用了窄視野相機,使影像解析度提高至3英尺(約0.9公尺)。由於觀測角度多樣,科學家得以在多種光照條件下觀察隕石坑。從目前獲得的影像中,隕石坑邊緣清晰可見,其寬度為60英尺(約18.3公尺),從陰影長度推斷深度應該小於10英尺(約3公尺)。
在隕石坑周圍還有向外延伸的輻射條紋。表面塵埃和岩石經過太陽風、宇宙射線和微隕石撞擊的長期風化,形成月面以下約1.5英尺(約0.46公尺)的風化層,在撞擊時噴濺形成暗色的條紋。而在隕石坑邊緣附近的較亮條紋則是從風化層以下更深處挖掘出來的新鮮物質組成。
不同拍攝角度及陽光角度下的隕石坑樣貌,科學家藉此可以獲得更多隕石坑的細節。Credit: NASA Goddard/Intuitive Machines
本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。