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Shackleton (cráter)

Coordenadas : 89°40′S 129°47′E / 89.67°S 129.78°E / -89.67; 129.78 Shackleton es un cráter de impacto situado en el polo sur lunar . Los picos del borde del cráter reciben luz s...

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Coordenadas : 89°40′S 129°47′E / 89.67°S 129.78°E / -89.67; 129.78
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Shackleton es un cráter de impacto situado en el polo sur lunar . Los picos del borde del cráter reciben luz solar casi constante , mientras que el interior permanece en sombra permanente . La baja temperatura del interior de este cráter actúa como una trampa de frío que puede capturar y congelar sustancias volátiles como el agua liberada durante los impactos de cometas en la Luna . Las mediciones realizadas por la sonda Lunar Prospector mostraron niveles de hidrógeno superiores a lo normal dentro del cráter, lo que podría indicar la presencia de hielo de agua. El cráter recibe su nombre del explorador antártico Ernest Shackleton .

Geografía

El polo sur de la Luna pasa por el borde del cráter de Shackleton . El cráter tiene forma cónica, mide 21 km (13 millas) de diámetro y 4,2 km (2,6 millas) de profundidad. Su interior está marcado por varios cráteres más pequeños de cientos de metros de diámetro, y su suelo es montañoso. [ 2 ] El borde está ligeramente elevado sobre la superficie circundante y tiene una muralla exterior que ha sido impactada solo levemente. No hay cráteres significativos que atraviesen el borde, y tiene una pendiente de aproximadamente 1,5° hacia la dirección de 50–90° con respecto a la Tierra. [ 2 ] [ 3 ] Desde la Tierra, se observa de canto en una región de terreno accidentado y craterizado. [ 4 ] : 4 Está ubicado cerca del borde de la antigua cuenca del Polo Sur-Aitken en el borde de una montaña. [ 5 ] : 1  

Debido a que la órbita de la Luna está inclinada solo 1,5° con respecto a la eclíptica , [ 6 ] el interior de este cráter se encuentra en perpetua oscuridad. Las estimaciones del área en sombra permanente se obtuvieron a partir de estudios de radar terrestres. [ 7 ] Los picos a lo largo del borde del cráter están iluminados casi continuamente por la luz solar, pasando aproximadamente el 80-90% de cada órbita lunar expuestos al Sol . [ 8 ] Las montañas continuamente iluminadas han sido denominadas picos de luz eterna y se ha predicho su existencia desde principios del siglo XIX. [ 9 ]

La parte sombreada del cráter fue fotografiada con la cámara de terreno de la nave espacial japonesa SELENE utilizando la iluminación de la luz solar reflejada en el borde. El interior del cráter consiste en una pendiente simétrica de 30° que desciende hasta un fondo de 6,6 km (4,1 millas) de diámetro. Los pocos cráteres a lo largo del interior no abarcan más de unos pocos cientos de metros. El fondo está cubierto por una formación irregular en forma de montículo de 300 a 400 m (980–1310 pies) de espesor. El pico central tiene unos 200 m (660 pies) de altura. [ 2 ] [ 10 ]      

Nomenclatura

Este cráter recibe su nombre de Ernest Shackleton , explorador anglo-irlandés de la Antártida desde 1901 hasta su muerte en 1922. El nombre fue adoptado oficialmente por la Unión Astronómica Internacional en 1994. [ 11 ] Entre los cráteres cercanos de interés se encuentran Shoemaker , Haworth , de Gerlache , Sverdrup , Slater y Faustini . Un poco más lejos, en el hemisferio oriental de la cara visible de la Luna, se encuentran los cráteres más grandes Amundsen y Scott , nombrados en honor a otros dos exploradores pioneros del continente antártico . [ 12 ]

Geología

Shackleton es un cráter simple bien conservado [ 13 ] : 1249 en una región de terreno antiguo y accidentado pre-nectariano asociado con el borde de la cuenca del Polo Sur-Aitken. [ 5 ] : 1 Se estima que la cuenca del Polo Sur-Aitken se formó hace entre 3.9 y 4.3 mil millones de años, excavando grandes porciones de la antigua corteza lunar y potencialmente parte del manto superior. [ 5 ] : 1 Se espera que Shackleton se encuentre en una región compuesta de antigua corteza norítica . [ 13 ] : 1251 Su evento de impacto formativo expuso material antiguo, incluyendo depósitos sospechosos de anortosita pura (>98% plagioclasa ). [ 13 ] : 1250

Debido a su frescura estructural, se pensó originalmente que Shackleton se había formado hace unos 1.1 a 3.3 mil millones de años en el período Eratósteniano de la Luna. [ 5 ] : 2–3 Un análisis posterior utilizando datos del altímetro láser del orbitador lunar sitúa la formación de Shackleton hace 3.69 mil millones de años, durante el período Imbriano de la Luna . [ 14 ] : 1 Es varios cientos de millones de años más joven que algunos cráteres vecinos. [ 13 ] : 1249 Las simulaciones muestran que probablemente se formó por un impactador condrítico de alrededor de 1.5 km (0.93 mi) de tamaño, que golpeó la superficie con una velocidad vertical de 15 km/s (9.3 mi/s) . [ 14 ] : 7 Después del impacto, al menos 20 kilómetros cúbicos (4.8 mi 3 ) de material fundido por impacto se acumularon en el fondo del cráter. Su suelo irregular puede deberse a grandes bloques de roca, picos o anillos centrales, o a deslizamientos de tierra. [ 15 ] : 10–11     

Hielo de agua

Shackleton ha estado cerca del polo lunar sur durante al menos los últimos dos mil millones de años. [ 4 ] : 4

Las sombras continuas en los cráteres del polo sur hacen que el fondo de estas formaciones mantenga una temperatura que nunca supera los 100 K (−173 °C; −280 °F) . Para Shackleton, la temperatura promedio se determinó en unos 90 K (−183 °C; −298 °F) , alcanzando los 88 K en el fondo del cráter. En estas condiciones, la tasa estimada de pérdida de cualquier hielo en el interior sería de 10⁻²⁶ a 10⁻²⁷ m /s. Cualquier vapor de agua que llegara aquí tras el impacto de un cometa en la Luna quedaría permanentemente congelado en la superficie o debajo de ella. Sin embargo, el albedo superficial del fondo del cráter coincide con el de la cara oculta de la Luna, lo que sugiere que no hay hielo superficial expuesto. [ 2 ] [ 16 ]        

Exploración

Shackleton, según las imágenes captadas por el LRO.

Shackleton ha sido objeto de numerosos estudios debido a su proximidad al polo sur. [ 5 ] : 2 Desde la perspectiva de la Tierra , este cráter se encuentra en el limbo sur de la Luna, lo que dificulta su observación. El mapeo detallado de las regiones polares y la cara oculta de la Luna no se realizó hasta la llegada de las naves espaciales en órbita. Shackleton se ubica completamente dentro del borde de la inmensa cuenca del Polo Sur-Aitken , una de las mayores formaciones de impacto conocidas en el Sistema Solar . Esta cuenca tiene más de 12 kilómetros de profundidad, y la exploración de sus propiedades podría proporcionar información útil sobre el interior lunar. [ 17 ]

Un espectrómetro de neutrones a bordo de la nave espacial Lunar Prospector detectó concentraciones elevadas de hidrógeno cerca de los polos lunares norte y sur, incluido el cráter Shackleton. [ 18 ] Al final de esta misión en julio de 1999, la nave espacial se estrelló contra el cercano cráter Shoemaker con la esperanza de detectar, desde telescopios terrestres, una columna de vapor de agua generada por el impacto. El impacto no produjo vapor de agua detectable, lo que podría indicar que el hidrógeno no se encuentra en forma de minerales hidratados o que el lugar del impacto no contenía hielo. [ 19 ]

Según imágenes de radar terrestre y de naves espaciales del borde del cráter, Shackleton parece estar relativamente intacto, como un cráter joven que no ha sufrido una erosión significativa por impactos posteriores. Esto podría significar que las laderas interiores son relativamente empinadas, lo que dificultaría el recorrido por ellas para un vehículo robótico. [ 20 ]

Los estudios de radar previos y posteriores a la misión Lunar Prospector demuestran que las paredes internas de Shackleton tienen características reflectantes similares a las de algunos cráteres iluminados por el sol. En particular, los alrededores parecen contener una cantidad significativa de bloques en su manto de eyección, lo que sugiere que sus propiedades de radar son resultado de la rugosidad de la superficie, y no de depósitos de hielo, como se sugirió previamente en un experimento de radar de la misión Clementine . [ 21 ] Sin embargo, esta interpretación no es universalmente aceptada en la comunidad científica. [ 22 ] Las imágenes de radar del cráter a una longitud de onda de 13  cm no muestran evidencia de depósitos de hielo de agua. [ 23 ]

La primera toma de imágenes ópticas del interior del cráter fue realizada por la nave espacial orbital lunar japonesa Kaguya en 2007. No se encontró evidencia de una cantidad significativa de hielo de agua, incluso con una resolución de imagen de 10 m por píxel. [ 24 ] [ 25 ]

El 15 de noviembre de 2008, una sonda de 34 kg realizó un aterrizaje forzoso cerca del cráter. [ 26 ] La Sonda de Impacto Lunar (MIP) fue lanzada desde la nave espacial india Chandrayaan-1 y llegó a la superficie 25 minutos después. La sonda llevaba un altímetro de radar, un sistema de imágenes de vídeo y un espectrómetro de masas, que detectó la presencia de agua durante el descenso. [ 27 ]

Usos potenciales

Simulación de la NASA de la iluminación del polo sur lunar en 2025 en intervalos de 2 horas : los anillos de color verde azulado están en intervalos de 2° ≈ 60,6 km (37,7 millas).  

Algunos sitios a lo largo del borde de Shackleton reciben iluminación casi constante. En estos lugares, la luz solar está casi siempre disponible para su conversión en electricidad mediante paneles solares , lo que potencialmente los convierte en buenos lugares para futuros alunizajes . Es probable que estas áreas tengan temperaturas de−50 ± 10  °C , en comparación con el ecuador lunar, donde las temperaturas oscilan entre −150  °C y 100  °C. Las menores variaciones de temperatura en el borde son menos perjudiciales para las operaciones de superficie a largo plazo. [ 28 ]

Shackleton también se ha propuesto como posible emplazamiento para un gran telescopio infrarrojo . [ 29 ] La baja temperatura del fondo del cráter lo hace ideal para observaciones infrarrojas, y las células solares colocadas a lo largo del borde podrían proporcionar energía casi continua al observatorio. A unos 120 kilómetros del cráter se encuentra el monte Malapert , de 5 km de altura , un pico siempre visible desde la Tierra , que podría servir como estación de retransmisión de radio cuando esté debidamente equipado. [ 30 ]

En 2006, la NASA designó el borde de Shackleton como un posible candidato para su puesto avanzado lunar , originalmente programado para estar operativo en 2020 y con una tripulación permanente para 2024. La ubicación promovería la autosuficiencia para los residentes lunares, ya que la luz solar perpetua en el polo sur proporcionaría energía para paneles solares. Además, se cree que las regiones polares sombreadas contienen el agua congelada necesaria para el consumo humano y también podría aprovecharse para la fabricación de combustible. [ 31 ] El cráter es un importante candidato a lugar de aterrizaje para el programa Artemis y podría ser explorado por una tripulación a partir de 2026 [ 32 ] con un posible primer puesto avanzado lunar en 2028. [ 33 ]

Véase también

Referencias

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