India's ruimteorganisatie, ISRO, lanceerde Chandrayaan 2 vorig jaar in juli naar de maan. Terwijl zijn lander Vikram op 7 september op het maanoppervlak neerstortte, de Chandrayaan 2-orbiter blijft rond de maan draaien.

De Chandrayaan 2-orbiter herbergt een uitgebreide set instrumenten om de maan in kaart te brengen, en nu, we krijgen een kijkje in de gegevens die het heeft verzonden.

ISRO-wetenschappers hadden een reeks eerste resultaten van de kaartinstrumenten van de orbiter ingediend om te presenteren op de vlaggenschip 51st Lunar and Planetary Science Conference in maart. Dit is een jaarlijkse conferentie in de Verenigde Staten waar meer dan 2000 planetaire wetenschappers en studenten van over de hele wereld aanwezig zijn en hun nieuwste werk presenteren. Echter, vanwege zorgen over het nieuwe coronavirus, de conferentie is geannuleerd.

Een krater in het donker zien

Chandrayaan 2-orbiter heeft een optische camera, de Orbiter High-Resolution Camera (OHRC), die gedetailleerde beelden van de maan vastlegt. OHRC kan beelden maken met een beste resolutie van 0,25 meter/pixel, het verslaan van NASA Lunar Reconnaissance Orbiter's (LRO) beste van 0,5 meter / pixel.

Terug in oktober, we zagen OHRC al zijn spieren buigen door afbeeldingen te sturen met duidelijk zichtbare rotsblokken van minder dan 1 meter groot. En nu heeft OHRC aangetoond dat het een gebied in beeld brengt dat niet direct door zonlicht wordt verlicht. Het legde een beeld vast van een kraterbodem in de schaduw door het zwakke licht dat erop viel dat door de kraterrand werd weerkaatst, te zien.

Doorgaan, deze mogelijkheid zal worden gebruikt om de binnenkant van kraters op de maanpolen in beeld te brengen, waar het zonlicht nooit komt. Het in kaart brengen van het terrein van polaire kraters is belangrijk omdat wordt aangenomen dat toekomstige maanhabitats zich in de buurt ervan bevinden, het transporteren van water en andere hulpbronnen van binnenuit.

3D-kaarten met de hoogste resolutie

De Terrain Mapping Camera (TMC 2) aan boord van Chandrayaan 2 is een stereo imager, wat betekent dat het 3D-beelden kan vastleggen. Het doet dat door dezelfde site vanuit drie verschillende hoeken in beeld te brengen, verwant aan NASA's LRO, waaruit een 3D-beeld wordt opgebouwd.

TMC 2 heeft beelden teruggestraald die zijn genomen vanaf 100 km boven het maanoppervlak en de 3D-weergaven die daaruit worden gegenereerd, zien er geweldig uit. Hier is er een van een krater en een gerimpelde bergkam, de laatste is een tektonische functie.

Dergelijke afbeeldingen zijn erg handig om te begrijpen hoe maankenmerken zich vormen en hun vorm krijgen. Bijvoorbeeld, een 3D-afbeelding kan helpen bij het construeren van een nauwkeurig beeld van de geometrie van de inslag die een krater heeft gevormd.

Overuren, Chandrayaan 2 levert de hoogste resolutie 3D-beelden van de hele maan, de beste resolutie is 5 meter/pixel.

Verbeterde ogen in het infrarood

De Imaging Infrared Spectrometer (IIRS) op Chandrayaan 2 is de opvolger van het beroemde Moon Mineralogical Mapper (M3) instrument aan boord van Chandrayaan 1.

Het M3-instrument, die werd bijgedragen door NASA, is publiekelijk erkend vanwege zijn uitstekende mogelijkheden om mineralen in kaart te brengen en detectie van water op de maan. Noah Petro, projectwetenschapper voor LRO, onlangs opgemerkt op Twitter:

Vandaag 10 jaar geleden eindigde Chandrayaan-1. Ik had zoveel geluk dat ik een klein deel van die missie mocht zijn. Met het M3-instrument kon een enorme stap voorwaarts worden gezet in het leren over de samenstelling van ons 8e continent. @_DanOnThemoon_ @pyroxena @NASAmoon @isro

— Noah Petro (@nepetro) 28 augustus 2019

Zowel IIRS als M3 detecteren gereflecteerd zonlicht van het maanoppervlak. Wetenschappers identificeren mineralen op het oppervlak op basis van de patronen van deze reflecties. De IIRS heeft bijna twee keer de gevoeligheid van M3 in infrarood licht en de eerste resultaten tonen dat aan.

Dankzij M3, wetenschappers weten nu dat de maanbodem sporen van water- en hydroxylmoleculen bevat, zelfs in niet-polaire gebieden. IIRS aan boord van Chandrayaan 2 zal de waterconcentraties in de maanbodem met verbeterde gevoeligheid in kaart brengen. De langetermijnobservaties van Chandrayaan 2 zijn bedoeld om te onderscheiden hoe het watergehalte in de maanbodem verandert als reactie op de maanomgeving, d.w.z., hoe de maanwatercyclus eruitziet.

Merk op dat dit alles nog steeds minder water is dan de droogste woestijnen op aarde. Echter, de maanpolen bevatten aanzienlijk meer water. En dat is waar de radar van Chandrayaan 2 in beeld komt.

Water op de maan kwantificeren

De Dual Frequency Synthetic Aperture Radar (DFSAR) aan boord van de Chandrayaan 2-orbiter is de opvolger van de Miniature Synthetic Aperture Radar (Mini-SAR) op Chandrayaan 1. DFSAR dringt twee keer zo diep door in het maanoppervlak als Mini-SAR. Niet alleen dat, DFSAR heeft ook een hogere resolutie dan de radar aan boord van LRO genaamd Mini-RF. De eerste resultaten laten zoveel zien, het vergelijken van een DFSAR-radarbeeld van de regio met Mini-RF.

Met grotere penetratiediepte en hogere resolutie dan alle eerdere instrumenten, De orbiter van Chandrayaan 2 is bezig met het adequaat kwantificeren van hoeveel waterijs er gevangen zit onder de permanent donkere kratervloeren op de polen van de maan. Huidige schattingen op basis van eerdere waarnemingen suggereren dat de polen van de maan meer dan 600 miljard kg waterijs bevatten, gelijk aan minstens 240, 000 olympische zwembaden.

Wat is het volgende?

De wetenschappelijke en onderzoeksgemeenschappen van de maan zijn het erover eens dat we waterijs op de polen van de maan kunnen gebruiken om toekomstige maanhabitats van stroom te voorzien. Met behulp van zonne-energie opgewekt door de habitats, we kunnen het waterijs ook splitsen in waterstof en zuurstof voor gebruik als raketbrandstof.

Maar voordat we leefgebieden aan de polen van de maan plannen, we moeten meer weten over de aard van waterijs in deze regio's en hoe we er toegang toe krijgen, gezien hun terrein. De eerste resultaten van Chandrayaan 2 laten duidelijk de belofte zien van de mapper met de hoogste resolutie die ooit naar de maan is gestuurd. ISRO heeft verklaard dat Chandrayaan 2 zeven jaar rond de maan zal draaien en dat zou voldoende tijd moeten zijn om water en hun gastgebieden op de maan volledig in kaart te brengen en te kwantificeren.

Oppervlaktemissies die deze permanent beschaduwde gebieden verkennen, zoals NASA's aankomende VIPER rover, zijn de volgende logische stap naar duurzame habitats op de maan. Terwijl we technologieën ontwikkelen die waterijs op de maan aanboren, we kunnen niet alleen onze hemelse buur koloniseren, maar ook het zonnestelsel. We zouden blij moeten zijn dat onze maan veel water heeft; we kunnen niet voor altijd alles uit de zwaartekrachtbron van de aarde blijven slepen.