Toneladas de Água no Pólo Lunar – Mini-SAR e Mini-RF

Radares têm sido usados desde dos anos de 1960 para mapear a superfície lunar, mas até recentemente nenhum deles tinha olhado de maneira tão eficiente os pólos da Lua. Em 2009, o instrumento de radar Mini-SAR a bordo da sonda Chandrayaan-1 foi capaz de mapear mais de 95% dos pólos lunares com uma resolução de 150 metros e agora o instrumento Mini-RF a bordo da sonda Lunar Reconnaissance Orbiter – que tem uma resolução 10 vezes melhor do que a do Mini-SAR – está a meio caminho de concluir a primeira campanha de mapeamento de alta resolução dos pólos lunares. Os dois instrumentos estão revelando que provavelmente existam ali grandes quantidades de água em crateras que ficam permanentemente encobertas nos pólos, sendo que só no pólo norte da Lua deve existir mais de 600 milhões de toneladas cúbicas de água. “Se isso fosse colocado em um foguete seria o suficiente para encher um Ônibus Espacial  por dia por 2000 anos”, disse Paul Spudis, principal investigador do Mini-SAR, que proferiu uma palestra sobre o tema no Fórum Lunar Anual no Ames Research Center que aconteceu em Julho de 2010.

Imagem em alta resolução do radar Mini-RF da LRO da região polar norte da Lua, no detalhe uma cratera incomum, a Roxhdestvensky com 177 km de diâmetro. Crédito: NASA.

Tanto Spudis como Ben Bussey, o principal investigador do Mini-RF da sonda LRO compartilharam imagens de seus respectivos instrumentos durante o encontro, destacando crateras polares que exibiam propriedades incomuns para os radares, consistentes com a presença de gelo.

Eles descobriram mais de 40 crateras no pólo norte da Lua que exibiam essas propriedades.

Ambos os instrumentos forneceram detalhes do interior sombreado das crateras e que não podem ser vistos na luz visível. Em particular, uma medida chamada de razão de polarização circular (CPR) mostrou características nos ecos dos radares que dão pistas sobre a natureza dos materiais nas superfícies das áreas negras. Os instrumentos enviaram pulsos de ondas de rádio polarizados a esquerda para medir a rugosidade da superfície da Lua. Enquanto que superfícies suaves enviam de volta ondas polarizadas de forma inversa, ou seja, para a direita, áreas rugosas retornam pulsos com a mesma polaridade. O gelo que é transparente para as ondas de rádio também enviam de volta ondas polarizadas para a esquerda. O instrumento mede então a razão entre dados polarizados para a direita e para a esquerda enviados de volta o que é o CPR.

A cratera de impacto recente Main L com 14 km de diâmetro que mostra altos valores de CPR dentro e fora do anel. Os histogramas a direita mostram que os altos valores de CPR dentro (linha vermelha) e fora da cratera (linha verde) são quase idênticos. Crédito: NASA.

Alguns lugares – mesmo no sistema solar – tem um CPR maior que 1 mas esses lugares possuem uma espessa camada de gelo como as regiões polares de Marte e os satélites congelados de Júpiter. Esses valores altos de CPR também são observados em crateras jovens que possuem material rochoso ejetado. Porém no pólo lunar os cientistas também identificaram esses valores elevados na parte externa da cratera.

A maior parte da Lua possui valores baixo de CPR, mas dezenas de anomalias nas crateras do pólo norte, como a pequena cratera de 8 km localizada dentro da cratera maior chamada Rozhdestvensky, possui um alto valor de CPR dentro dela, com baixo valores de CPR nos anéis. Isso sugere que algum material dentro das crateras além  de superfícies rugosas causam um valor alto de CPR. “Geologicamente, nós esperamos que ocorram superfícies rugosas e frescas dentro do anel da cratera mas sim fora”, diz Spudis. “Isso confirma que altos valores de CPR nessas anomalias não são causados pela rugosidade da superfície, e nós interpretamos que isso significa que existe nesses locais a presença de gelo de água”.

Além disso, o gelo poderia ter vários metros de espessura de modo que poderiam então causar tal assinatura no sinal do radar. “Para observar esses valores elevados de CPR, o gelo precisa ter uma espessura equivalente a dezenas de comprimentos de onda do sinal do radar utilizado”, diz ele. “Nosso radar possui um comprimento de onda de trabalho igual a 12.6 cm, isso nos leva a pensar que o gelo precisa ter no mínimo dois metros de espessura e ser relativamente puro”.

As imagens recentes do Mini-SAR da sonda LRO confirmam os dados da sonda Chandrayaan-1, com uma resolução melhor. O Mini-RF é equivalente à combinação do Observatório de Arecibo e do rádio telescópio de Greenbank para observar a Lua. “Nossa campanha polar irá mapear 70 graus dos pólos e seremos brindados com uma ótima cobertura e uma excelente qualidade dos dados”, disse Bussey.

Uma cratera anômala no assoalho da Rozhdestvensky próximo do pólo norte da Lua. O histograma de valores de CPR mostram claramente que o interior da cratera  (linha vermelha) tem valores muito mais altos do que os localizados fora da cratera (linha verde). Crédito: NASA.

Spudis diz que eles estão observando menos crateras anômalas no pólo sul da Lua, mas tanto ele como Busseey já estão pensando no futuro para poderem comparar mais dados entre os dois radares para aprender mais sobre as crateras lunares permanentemente sombreadas.

Fonte:

http://www.universetoday.com/70174/radar-images-reveal-tons-of-water-likely-at-the-lunar-poles/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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