(Lviatour/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0) 
Am 4. März 2022 ein einsamer, verbrauchter Raketenverstärker wird auf die Oberfläche des Mondes prallen bei fast 6.000 Meilen pro Stunde. Sobald sich der Staub gelegt hat, Der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA wird sich in Position bewegen, um den schwelenden Krater aus der Nähe zu betrachten und hoffentlich etwas Licht auf die mysteriöse Physik der Planeteneinschläge zu werfen.
Als ein Planetenwissenschaftler, der den Mond untersucht Ich betrachte diese ungeplante Auswirkung als eine spannende Chance.
Der Mond ist ein unerschütterlicher Zeuge der Geschichte des Sonnensystems und seine stark von Kratern übersäte Oberfläche hat in den letzten 4 Milliarden Jahren unzählige Kollisionen aufgezeichnet. Allerdings bekommen Wissenschaftler selten einen Blick auf die Projektile – meist Asteroiden oder Kometen – zu werfen bilden diese Krater .
Ohne die Einzelheiten der Entstehung eines Kraters zu kennen, können Wissenschaftler durch die Untersuchung eines Kraters nur eine begrenzte Menge lernen.
Der bevorstehende Raketeneinschlag wird ein zufälliges Experiment sein, das viel darüber verraten könnte, wie natürliche Kollisionen Planetenoberflächen treffen und durchkämmen.
Ein tieferes Verständnis der Aufprallphysik wird den Forschern wesentlich dabei helfen, die karge Landschaft des Mondes und auch die Auswirkungen der Einschläge auf die Erde und andere Planeten zu interpretieren.
Wenn eine Rakete auf dem Mond abstürzt
Es gibt gab es einige Debatten über das genaue Identität des taumelnden Objekts derzeit auf Kollisionskurs mit dem Mond.
Astronomen wissen, dass es sich bei dem Objekt um einen Oberstufen-Booster handelt, der von einem Satellitenstart in großer Höhe stammt. Es ist ungefähr 12 Meter lang und wiegt fast 4.500 Kilogramm.
Es gibt Hinweise darauf, dass dies der Fall ist wahrscheinlich entweder eine SpaceX-Rakete, die 2015 gestartet wurde oder ein Chinesische Rakete im Jahr 2014 gestartet , aber beide Parteien haben den Besitz verweigert .
Es wird erwartet, dass die Rakete in die Luft stürzt weite, karge Ebene innerhalb der riesiger Hertzsprung-Krater , knapp über dem Horizont die andere Seite des Mondes von der Erde.
Einen Augenblick nachdem die Rakete die Mondoberfläche berührt, breitet sich eine Stoßwelle mit mehreren Meilen pro Sekunde entlang der Länge des Projektils aus. Innerhalb von Millisekunden wird die Das hintere Ende der Raketenhülle wird zerstört mit Metallstücken, die in alle Richtungen explodieren.
Eine doppelte Stoßwelle wandert nach unten in die pulverige oberste Schicht des Die Oberfläche des Mondes wird Regolith genannt . Durch die Kompression des Aufpralls werden Staub und Steine erhitzt und einen weißglühenden Blitz erzeugen Das wäre vom Weltraum aus sichtbar, wenn sich zu diesem Zeitpunkt zufällig ein Raumschiff in der Gegend befände.
Vom Einschlagpunkt aus dehnt sich eine Wolke aus verdampftem Gestein und Metall aus, während Staub und sandgroße Partikel in den Himmel geschleudert werden. Im Laufe mehrerer Minuten regnet das ausgeworfene Material wieder an die Oberfläche rund um den jetzt schwelenden Krater. Von der unglückseligen Rakete wird praktisch nichts übrig bleiben.
Wenn Sie ein Fan des Weltraums sind, haben Sie beim Lesen dieser Beschreibung vielleicht ein Déjà-vu erlebt – die NASA führte 2009 absichtlich ein ähnliches Experiment durch stürzte den Lunar Crater Observation and Sensing Satellite ab , oder LCROSS, in einen permanent beschatteten Krater in der Nähe des Mondsüdpols.
Ich war ein Teil davon LCROSS-Mission , und es war ein voller Erfolg. Durch die Untersuchung der Zusammensetzung der ins Sonnenlicht geschleuderten Staubwolke konnten Wissenschaftler Anzeichen dafür finden ein paar hundert Pfund Wassereis das durch den Einschlag von der Mondoberfläche freigesetzt worden war.
Dies war ein entscheidender Beweis für die Annahme, dass Milliarden von Jahren lang Kometen haben Wasser und organische Verbindungen geliefert zum Mond, wenn sie auf seiner Oberfläche abstürzen.
Da der Krater der LCROSS-Rakete jedoch permanent von Schatten verdeckt wird, haben meine Kollegen und ich ein Jahrzehnt lang darum gekämpft, die Tiefe dieser vergrabenen eisreichen Schicht zu bestimmen.
Beobachtung mit dem Lunar Reconnaissance Orbiter
Das zufällige Experiment des bevorstehenden Absturzes wird Planetenforschern die Möglichkeit geben, einen sehr ähnlichen Krater bei Tageslicht zu beobachten. Es wird sein, als würde man den LCROSS-Krater zum ersten Mal in allen Einzelheiten sehen.
Da der Einschlag auf der anderen Seite des Mondes stattfinden wird, wird er für erdgestützte Teleskope nicht sichtbar sein. Aber etwa zwei Wochen nach dem Einschlag wird der Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA beginnen, einen Blick auf den Krater zu erhaschen, während seine Umlaufbahn ihn über die Einschlagzone führt.
Sobald die Bedingungen stimmen, wird die Kamera des Mondorbiters beginnt mit der Aufnahme von Fotos der Einschlagstelle mit einer Auflösung von etwa 3 Fuß (1 Meter) pro Pixel. Auch Mondorbitoren anderer Raumfahrtagenturen können trainieren ihre Kameras auf dem Krater.
Die Form des Kraters und der ausgeschleuderte Staub und Steine werden hoffentlich Aufschluss darüber geben, wie die Rakete im Moment des Einschlags ausgerichtet war. Eine vertikale Ausrichtung erzeugt ein kreisförmigeres Merkmal, wohingegen ein asymmetrisches Trümmermuster eher auf einen Bauchflop hinweisen könnte.
Modelle deuten darauf hin, dass der Krater irgendwo in der Umgebung liegen könnte 30 bis 100 Fuß (10 bis 30 Meter) Durchmesser und etwa 6 bis 10 Fuß (2 bis 3 Meter) Tiefe .
Auch die Menge der durch den Aufprall erzeugten Wärme ist eine wertvolle Information. Wenn Beobachtungen schnell genug gemacht werden können, besteht die Möglichkeit Infrarotinstrument des Mondorbiters wird in der Lage sein, glühendes Material im Inneren des Kraters zu erkennen.
Daraus ließe sich die Gesamtwärmemenge des Aufpralls berechnen. Wenn der Orbiter nicht schnell genug Sicht bekommen kann, könnten hochauflösende Bilder verwendet werden, um die Menge an geschmolzenem Material im Krater- und Trümmerfeld abzuschätzen.
Durch Vergleich Vorher-Nachher-Bilder Mithilfe der Kamera und des Wärmesensors des Orbiters werden Wissenschaftler nach weiteren subtilen Veränderungen an der Oberfläche suchen. Einige dieser Effekte können Sie erstrecken sich über das Hundertfache des Kraterradius .
Warum das wichtig ist
Einschläge und Kraterbildung sind u. a allgegenwärtiges Phänomen im Sonnensystem. Krater zertrümmern und fragmentieren die Planetenkruste und bilden nach und nach die lockere, körnige Oberschicht, die auf der Erde üblich ist die meisten luftleeren Welten .
Trotz seiner Häufigkeit ist die Gesamtphysik dieses Prozesses jedoch kaum verstanden.
Die Beobachtung des bevorstehenden Raketeneinschlags und des daraus resultierenden Kraters könnte Planetenforschern helfen, die Daten des LCROSS-Experiments von 2009 besser zu interpretieren bessere Aufprallsimulationen erstellen .
Mit einem wahren Phalanx von Missionen Obwohl geplant ist, in den kommenden Jahren den Mond zu besuchen, besteht ein hoher Bedarf an Kenntnissen über die Eigenschaften der Mondoberfläche – insbesondere über die Menge und Tiefe des vergrabenen Eises.
Unabhängig von der Identität dieser eigenwilligen Rakete wird dieses seltene Einschlagereignis neue Erkenntnisse liefern, die sich als entscheidend für den Erfolg künftiger Missionen zum Mond und darüber hinaus erweisen könnten. 
Paul Hayne , Assistenzprofessor für Astrophysik und Planetenwissenschaften, Universität von Colorado Boulder .
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