Em 4 de março de 2022, um foguete solitário e gasto atingirá a superfície da lua a quase 6.000 mph (9.656 km / h). Assim que a poeira baixar, o Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA se posicionará para obter uma visão de perto da cratera fumegante e, esperançosamente, lançar alguma luz sobre a misteriosa física dos impactos planetários.
Como cientista planetário que estuda a lua , vejo esse impacto não planejado como uma oportunidade emocionante. A lua tem sido uma testemunha firme da história do sistema solar , sua superfície repleta de crateras registrando inúmeras colisões nos últimos 4 bilhões de anos. No entanto, os cientistas raramente conseguem vislumbrar os projéteis – geralmente asteroides ou cometas – que formam essas crateras . Sem conhecer as especificidades do que criou uma cratera, há muito que os cientistas podem aprender estudando uma.
O próximo impacto do foguete fornecerá um experimento fortuito que pode revelar muito sobre como as colisões naturais atingem e vasculham as superfícies planetárias. Uma compreensão mais profunda da física do impacto ajudará os pesquisadores a interpretar a paisagem árida da lua e também os efeitos que os impactos têm na Terra e em outros planetas.
Quando um foguete cai na lua
Houve algum debate sobre a identidade exata do objeto em queda atualmente em rota de colisão com a lua. Os astrônomos sabem que o objeto é um booster de estágio superior descartado de um lançamento de satélite de alta altitude. Tem cerca de 40 pés (12 metros) de comprimento e pesa quase 10.000 libras (4.500 kg). As evidências sugerem que é provável que seja um foguete SpaceX lançado em 2015 ou um foguete chinês lançado em 2014 , mas ambas as partes negaram a propriedade .
Espera-se que o foguete colida com a vasta planície estéril dentro da gigante cratera Hertzsprung , logo acima do horizonte do outro lado da lua da Terra.
Um instante após o foguete tocar a superfície lunar, uma onda de choque percorrerá o comprimento do projétil a vários quilômetros por segundo. Em milissegundos, a extremidade traseira do casco do foguete será destruída com pedaços de metal explodindo em todas as direções.
Uma onda de choque dupla viajará para baixo na camada superior em pó da superfície da Lua chamada regolito . A compressão do impacto aquecerá a poeira e as rochas e gerará um flash incandescente que seria visível do espaço se houvesse uma nave na área no momento. Uma nuvem de rocha e metal vaporizados se expandirá a partir do ponto de impacto como poeira e partículas do tamanho de areia são lançadas para o céu. Ao longo de vários minutos, o material ejetado choverá de volta à superfície ao redor da cratera agora em chamas. Praticamente nada restará do foguete malfadado.
Se você é fã do espaço, pode ter experimentado algum déjà vu lendo essa descrição – a NASA realizou um experimento semelhante em 2009, quando intencionalmente colidiu com o Lunar Crater Observation and Sensing Satellite , ou LCROSS, em uma cratera permanentemente sombreada perto do sul lunar pólo. Eu fiz parte da missão LCROSS , e foi um sucesso estrondoso. Ao estudar a composição da nuvem de poeira lançada à luz do sol, os cientistas conseguiram encontrar sinais de algumas centenas de quilos de gelo de água que foram liberados da superfície da lua pelo impacto. Esta foi uma evidência crucial para apoiar a ideia de que, por bilhões de anos, os cometas forneceram água e compostos orgânicos.para a lua quando eles colidem em sua superfície.
No entanto, como a cratera do foguete LCROSS está permanentemente obscurecida por sombras, meus colegas e eu lutamos por uma década para determinar a profundidade dessa camada rica em gelo enterrada.
Observando com o Lunar Reconnaissance Orbiter
O experimento acidental do próximo acidente dará aos cientistas planetários a chance de observar uma cratera muito semelhante à luz do dia. Será como ver a cratera LCROSS em detalhes pela primeira vez.
Uma vez que o impacto vai ocorrer no lado oculto da Lua, estará fora de vista para os telescópios terrestres. Mas cerca de duas semanas após o impacto, o Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA começará a vislumbrar a cratera à medida que sua órbita a leva acima da zona de impacto. Quando as condições estiverem corretas, a câmera do orbitador lunar começará a tirar fotos do local do impacto com uma resolução de cerca de 1 metro por pixel. Os orbitadores lunares de outras agências espaciais também podem treinar suas câmeras na cratera.
Espera-se que a forma da cratera e a poeira e rochas ejetadas revelem como o foguete estava orientado no momento do impacto. Uma orientação vertical produzirá uma característica mais circular, enquanto um padrão de detritos assimétrico pode indicar mais uma queda de barriga. Os modelos sugerem que a cratera pode ter cerca de 30 a 100 pés (10 a 30 metros) de diâmetro e cerca de 6 a 10 pés (2 a 3 metros) de profundidade .
A quantidade de calor gerada pelo impacto também será uma informação valiosa. Se as observações puderem ser feitas com rapidez suficiente, existe a possibilidade de o instrumento infravermelho do orbitador lunar ser capaz de detectar material brilhante e quente dentro da cratera. Isso pode ser usado para calcular a quantidade total de calor do impacto. Se o orbitador não conseguir uma visão rápida o suficiente, imagens de alta resolução podem ser usadas para estimar a quantidade de material derretido na cratera e no campo de detritos.
Ao comparar as imagens antes e depois da câmera e do sensor de calor do orbitador, os cientistas procurarão outras mudanças sutis na superfície. Alguns desses efeitos podem se estender por centenas de vezes o raio da cratera .
Por que isso é importante
Impactos e formação de crateras são um fenômeno generalizado no sistema solar. Crateras quebram e fragmentam crostas planetárias, formando gradualmente a camada superior solta e granular comum na maioria dos mundos sem ar . No entanto, a física geral desse processo é mal compreendida, apesar de ser comum.
Observar o próximo impacto do foguete e a cratera resultante pode ajudar os cientistas planetários a interpretar melhor os dados do experimento LCROSS de 2009 e produzir melhores simulações de impacto . Com uma verdadeira falange de missões planejadas para visitar a lua nos próximos anos, o conhecimento das propriedades da superfície lunar – especialmente a quantidade e profundidade do gelo enterrado – está em alta demanda.
Independentemente da identidade deste foguete rebelde, este evento de impacto raro fornecerá novos insights que podem ser críticos para o sucesso de futuras missões à Lua e além.
Paul Hayne é professor assistente de ciências astrofísicas e planetárias na University of Colorado Boulder. Ele recebe financiamento da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço.
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Você pode encontrar o artigo original aqui.
