L'instrument radar miniature à radiofréquence (min-RF) à bord du Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) révèle des choses intéressantes sur la façon dont les fusions d'impact se forment autour des cratères de la Lune. On en sait beaucoup sur les cratères et les éjectas, car ils forment des caractéristiques spectaculaires sur les surfaces planétaires. Mais la fusion est une composante assez mineure du processus d'impact, et n'est donc pas aussi facile à observer. On sait donc relativement peu de choses sur les fusions par impact. Maintenant, les nouvelles données de l'instrument radar mini-RF aident à combler ce manque de connaissances et offrent également un aperçu des futurs points d'atterrissage sur la Lune.
Le radar est un système de télédétection actif, ce qui signifie qu'il transmet un signal, puis enregistre ce qui rebondit, fournissant des informations sur les surfaces rencontrées. Si le signal transmis frappe une surface lisse, le signal renvoyé aura alors une direction de polarisation opposée à ce qui a été transmis. Mais, si la surface est rugueuse, le signal peut rebondir plus d'une fois, en commutant la polarisation à chaque fois, de sorte que la polarisation renvoyée sera la même que les signaux transmis. En contrôlant la polarisation du signal transmis et en surveillant la polarisation des signaux renvoyés, les chercheurs peuvent calculer le rapport de la polarisation circulaire du même sens au sens opposé, un paramètre appelé CPR. Les surfaces lisses auront un CPR faible, tandis que les surfaces rugueuses auront un CPR élevé.
Le mini-RF émet dans la bande radar S, à des longueurs d'onde de 12,6 cm, et nous renseigne ainsi sur la rugosité de surface à l'échelle de 12,6 cm. Par exemple, une plage de sable recouverte de grains de sable d'une taille d'environ 1 à 2 mm (beaucoup plus petite que la longueur d'onde transmise) apparaîtra lisse au Mini-RF (a de faibles valeurs de RCP). Mais, une plage couverte de cailloux de la taille d'une main (environ la taille de la longueur d'onde transmise) apparaîtra rugueuse (avec des valeurs de RCP élevées). Il est important de noter que ce type d'informations n'est actuellement pas disponible à partir de nos données d'image existantes, qui, même dans le meilleur des cas, ne peuvent résoudre les choses qu'à l'échelle de 50 cm. De plus, le mini radar RF peut pénétrer jusqu'à 1 m sous la surface, fournissant également des informations sur les surfaces enfouies.
En travaillant avec les données mini-RF, le Dr Lynn Carter et une équipe de chercheurs du Goddard Space Flight Center de la NASA, de l'Université Johns Hopkins et du Lunar and Planetary Institute ont examiné les fondus d'impact autour d'une variété de cratères. Ils ont constaté que les étangs et les débits de fonte d'impact ont tendance à avoir des valeurs de RCP supérieures à celles des régions non fondantes environnantes. Cela signifie que les données mini-RF peuvent être utilisées pour aider à trouver et à identifier les matériaux en fusion, y compris ceux enfouis! À partir de leur enquête limitée, le Dr Carter et son équipe ont découvert que les étangs et les écoulements de la fonte des impacts sont plus fréquents sur la Lune que ce qui était connu auparavant. Avec plus de travail, ils seront en mesure de mieux cataloguer le nombre et la taille des étangs de fonte et des écoulements autour des cratères lunaires, améliorant ainsi notre compréhension de la quantité de fonte produite par les impacts et de son déplacement.
La Dre Carter et son équipe ont également constaté que, dans les étangs ou coulées de fonte individuels, les valeurs de rugosité peuvent varier. Les surfaces rugueuses peuvent représenter le regroupement d'une croûte partiellement refroidie car elle est poussée par la fonte encore fluide en dessous. De telles crêtes de pression sont observées dans les coulées de lave terrestre. Les surfaces lisses peuvent représenter des fontes qui se sont refroidies rapidement, ou les dernières font fondre pour arriver à un étang (et donc ne pas être soumises à une poussée de plus de fonte entrante). Mais, même les fusions «lisses», qui semblent assez plates dans l'imagerie visuelle, ont tendance à avoir des valeurs de RCP très élevées, ce qui indique qu'elles sont en fait très rugueuses. Il y a probablement beaucoup de roches solides et de débris d'éjecta (quelque chose que nous ne pouvons pas voir dans les images actuellement disponibles) entraînés dans le matériau fondu pour les rendre si rugueux à cette échelle. Pour comprendre à quoi pourrait ressembler ce type de surface, nous pouvons considérer les flux terrestres a’a (qui sont en fait un peu moins rugueux que la fonte lunaire).
Ce travail a des implications importantes pour la future exploration lunaire. Imaginez à quel point il serait difficile d'atterrir sur une surface aussi accidentée à un écoulement. C'est pourquoi les scientifiques de la sélection de sites travaillent très dur pour identifier les zones lisses pour les vaisseaux spatiaux à atterrir. Cependant, si les surfaces qui sont extrêmement lisses dans l’imagerie visuelle sont en fait rugueuses comme un écoulement a’a, cela peut poser un problème. Les données mini-RF pourraient être utiles pour identifier ces régions approximatives et les éliminer de toute considération.
Source: observations initiales de la fonte des impacts lunaires et des flux d'éjecta avec le radar Mini-RF, Carter et al., Journal of Geophysical Research V117, 2012, doi: 10.1029 / 2011JE003911.
