Tett på månefjella

De to månesondene Flo og Fjære går bare åtte kilometer over de høyeste månetoppene for å finne hva månens indre skjuler. Nå kommer noen av svarene.

De to GRAIL-sondene Ebb og Flow går nå i baner som tar dem helt ned mot 8 kilometer over de høyeste månefjellene. Den første runden med observasjoner fant sted våren 2012. De siste observasjonene ble avsluttet i begynnelsen av desember 2012. Til slutt vil de to sondene krasje i månen. (Foto: (Illustrasjon: NASA/JPL-Caltech/MIT))
De to GRAIL-sondene Ebb og Flow går nå i baner som tar dem helt ned mot 8 kilometer over de høyeste månefjellene. Den første runden med observasjoner fant sted våren 2012. De siste observasjonene ble avsluttet i begynnelsen av desember 2012. Til slutt vil de to sondene krasje i månen. (Foto: (Illustrasjon: NASA/JPL-Caltech/MIT))

Et bomberegn av kjempemeteorer har knust måneskorpen til porøs pukk for milliarder av år siden, da solsystemet var i sin første barndom.

Dette er ett av resultatene fra tvillingsondene Ebb og Flow (Fjære og Flo) som i hele 2012 har fløyet i lav formasjon over månen.

Forskerne har også funnet svære flak av størknet steinsmelte som skjærer gjennom skorpen. Månen har hatt en voldsom barndom.

Resultatene legges fram i tre artikler i siste utgave av tidsskriftet Science.

Månekamera for skoleelever

Etter første runde med vellykkede målinger sist vår, tok forskerne større sjanser.  I høst tok de sondene enda lavere ned.

I passasjerflyhøyde målte sondene nå detaljer helt ned til enkelte små fjell og kratere. Forskerne kan se ned under overflaten opptil 1000 ganger skarpere enn tidligere.

Ebb og Flow fikk navnene sine av en fjerdeklasse i Montana. Sondene har også et kamera om bord, MoonKAM. Kameraet kan styres av skoleklasser i USA.

Slik kan elevene oppleve at de er med på måneferden, og NASA får kanskje flere forskere og astronauter i framtida.

GRAIL-sondene Ebb og Flow har også kameraer ombord, kalt MoonKAM. Disse kan styres av skoleelever i USA. Her har MoonKAM fotografert jorda som stiger opp over sydpolområdet på månen. (Foto: NASA/Caltech-JPL/MIT/SRS)
GRAIL-sondene Ebb og Flow har også kameraer ombord, kalt MoonKAM. Disse kan styres av skoleelever i USA. Her har MoonKAM fotografert jorda som stiger opp over sydpolområdet på månen. (Foto: NASA/Caltech-JPL/MIT/SRS)

Måler tyngdekraften

Ebb og Flow lyder også sitt mer vitenskapelige navn GRAIL, Gravity Recovery and Interior Laboratory Mission.

Som forkortelsen forteller, bruker sondene gravitasjonen eller tyngdekraften til månen for å finne ut hva den skjuler under den arrete overflaten.

Tyngdekraften haler og drar i de to sondene. Der overflaten skjuler tyngre og tettere berg, blir tyngdekraften litt større. Da vil sondene dras litt nedover.

Der fjellet er lettere og mer porøst, slipper tyngdekraften litt av taket. Da går sondene litt høyere.

Disse små endringene av banene til sondene er det forskerne måler. Men de bruker ikke teleskoper for å måle dem.

Forsinkede radiosignaler

Isteden ser de på radiosignalene som GRAIL-sondene sender tilbake til jorda. Selv om radiosignalene går med lysets hastighet, bruker de litt over ett sekund på veien.

Radiosignalene inneholder nøyaktige tidssignaler fra sondene. Tidssignalene blir forsinket av tiden de bruker til jorda. Denne tida forteller forskerne avstanden, og dermed nøyaktig hvor sondene er.

Forskerne kan også måle svingetakten eller frekvensen til radiosignalene. Når sonden beveger seg vekk fra jorda i den runde månebanen, vil frekvensen bli lavere, slik som når en sykebil fjerner seg og sirenen får en dypere klang.

Motsatt vil frekvensen øke når sonden beveger seg mot jorda i banen, slik sirenen får en lysere klang når sykebilen nærmer seg.

GRAIL-romsondene Ebb og Tide flyr i en presis formasjon lavt over månens overflate. I to perioder i år har de kartlagt massetettheten i månens indre. Dette er gjort ved å måle hvordan banene varierer med tyngdefeltet. Banene er kartlagt ved presise tidssignaler sendt med radio fra sondene til jorda, og mellom sondene når de er i radioskyggen bak jorda. (Foto: Illustrasjon: Image credit: NASA/JPL-Caltech)
GRAIL-romsondene Ebb og Tide flyr i en presis formasjon lavt over månens overflate. I to perioder i år har de kartlagt massetettheten i månens indre. Dette er gjort ved å måle hvordan banene varierer med tyngdefeltet. Banene er kartlagt ved presise tidssignaler sendt med radio fra sondene til jorda, og mellom sondene når de er i radioskyggen bak jorda. (Foto: Illustrasjon: Image credit: NASA/JPL-Caltech)

Sondene hjelper hverandre

Men hva gjør forskerne når GRAIL flyr over månens bakside? Da skygger jo månen for radiosignalene.

Da hjelper de to sondene Ebb og Flow hverandre med å finne ut hvor de er. De sender radiobølger med tidssignaler fram og tilbake mellom hverandre.

Metoden de bruker er omtrent den samme som for signalene mellom jorda og månen. Små tidsforskjeller forteller hvor langt sondene er unna hverandre, og dermed hvordan tyngdefeltet forandrer banene deres.

Månen buler

Men Ebb og Flow driver ikke snittflygning med månefjella hele tiden. Banene er ovale, slik at største høyde er rundt dobbelt så stor som den laveste.

Oppe i høyden er ikke sondene så følsomme for de små detaljene i tyngdefeltet. Isteden kan de måle tyngdefeltet til månen som helhet.

Da kan de finne ut hvordan tyngdekraften fra jorda river og sliter i månen. Akkurat som månen og sola drar verdenshavene opp i flo her på jorda, slik drar jorda i hele månen, slik at skorpen buler ørlite ned og opp. 

Dette kalles tidevannskreftene. Av den grunn er også navnene som skoleelevene fant på, Flo og Fjære, riktig så passende.

Lenker:

Nettsidene til tidsskriftet Science

NASAs nettsider for Grail

Nettsider med galleri av MoonKAM-bilder

Video fra MoonKAM fra månens bakside

Powered by Labrador CMS