2011 m. NASA Aušra erdvėlaivis nustatė orbitą aplink didįjį asteroidą (dar žinomą kaip planetoidas), žinomą kaip Vesta. Per ateinančius 14 mėnesių zondas atliko išsamius Vestos paviršiaus tyrimus, naudodamas mokslinius instrumentus. Šie radiniai atskleidė daug apie planetosido istoriją, jo paviršiaus ypatybes ir struktūrą, kuri, kaip manoma, skiriasi, kaip ir uolėtosios planetos.
Be to, zondas rinko svarbią informaciją apie „Vesta“ ledo kiekį. Pastaruosius trejus metus praleidusi zondo duomenis, mokslininkų komanda parengė naują tyrimą, kuriame nurodoma požeminio ledo galimybė. Šios išvados gali turėti įtakos mūsų supratimui apie tai, kaip susiformavo saulės kūnai ir kaip vanduo istoriškai buvo gabenamas visoje Saulės sistemoje.
Jų tyrimas pavadinimu „Aušros misijos orbitiniai bistatiniai asteroido Vesta radaro stebėjimai“ buvo neseniai paskelbtas moksliniame žurnale Gamtos komunikacijos. Vakarų Mičigano universiteto abituriento Elizabeth Palmer vadovaujama komanda, atlikdama pirmąjį orbitos bistatinio radaro (BSR) Vestos stebėjimą, rėmėsi duomenimis, gautais naudojant ryšio anteną, esančią „Dawn“ erdvėlaivyje.
Ši antena - didelės spartos telekomunikacijų antena (HGA) - per savo „Vesta“ orbitą perdavė X juostos radijo bangas į Deep Space Network (DSN) anteną Žemėje. Didžiąją misijos dalį Aušros orbita buvo sukurta taip, kad būtų užtikrinta, jog HGA buvo arti žemės paviršiaus stočių. Tačiau okupantų metu - kai zondas praėjo už Vestos 5–33 minutes vienu metu - zondas buvo už šios ribos.
Nepaisant to, antena nuolat perduodavo telemetrijos duomenis, dėl kurių HGA perduodamos radaro bangos atsispindėjo nuo Vesta paviršiaus. Ši technika, vadinama bistatiniais radarų (BSR) stebėjimais, praeityje buvo naudojama tiriant sausumos kūnų, tokių kaip Merkurijus, Venera, Mėnulis, Marsas, Saturno mėnulio titanas ir kometa 67P / CG, paviršius.
Bet, kaip paaiškino Palmeris, astronomai pirmieji naudojo šią techniką tyrinėdami tokį kūną kaip Vesta:
„Tai yra pirmas kartas, kai bistatinis radaro eksperimentas buvo atliktas orbitoje aplink mažą kūną, todėl tai atnešė keletą unikalių iššūkių, palyginti su tuo pačiu eksperimentu, atliktu dideliuose kūnuose, tokiuose kaip Mėnulis ar Marsas. Pavyzdžiui, kadangi gravitacijos laukas aplink Vestą yra daug silpnesnis nei Marso, „Dawn“ erdvėlaivis neturi važiuoti orbita labai dideliu greičiu, kad išlaikytų atstumą nuo paviršiaus. Orlaivio erdvėlaivio greitis tampa svarbus, nes kuo greitesnė orbita, tuo labiau keičiasi „paviršiaus aido“ dažnis (Dopleris pasislenka), palyginti su „tiesioginio signalo“ (tai yra netrukdomas radijo signalas) dažniu. kuris keliauja tiesiai iš Aušros HGA į Žemės giluminio kosmoso tinklo antenas nedengiant Vestos paviršiaus). Tyrėjai gali pasakyti skirtumą tarp „paviršiaus aido“ ir „tiesioginio signalo“ pagal jų dažnio skirtumą - taigi, Aušros lėtesniam orbitos greičiui aplink Vestą šis dažnio skirtumas buvo labai mažas ir prireikė daugiau laiko, kad galėtume apdoroti BSR duomenis. ir išmatuokite „paviršiaus aidus“, kad išmatuotumėte jų stiprumą. “
Tyrinėdamas atspindėtas BSR bangas, Palmer ir jos komanda sugebėjo gauti vertingos informacijos iš Vesta paviršiaus. Nuo to jie pastebėjo didelius paviršiaus radaro atspindžio skirtumus. Tačiau skirtingai nuo Mėnulio, šie paviršiaus šiurkštumo pokyčiai negalėjo būti paaiškinti vien tik krapavimu ir greičiausiai dėl žemės paviršiaus ledo egzistavimo. Kaip paaiškino Palmeris:
„Mes nustatėme, kad tai atsirado dėl paviršiaus šiurkštumo skirtumų kelių colių skalėje. Stipresni paviršiaus aidai rodo lygesnį paviršių, o silpnesni paviršiaus aidai atsitraukė nuo šiurkštesnių paviršių. Palyginę savo „Vesta“ paviršiaus šiurkštumo žemėlapį su požeminio vandenilio koncentracijos žemėlapiu, kurį Aušros mokslininkai išmatavo naudodami erdvėlaivio gama spindulių ir neutronų detektorių (GRaND), mes nustatėme, kad plačios lygesnės sritys sutapo su sritimis, kurios taip pat padidino vandenilį. koncentracijos! “
Galiausiai Palmer ir jos kolegos padarė išvadą, kad palaidoto ledo (praeities ir (arba) dabarties) buvimas Vestoje lemia, kad paviršiaus dalys yra lygesnės nei kitos. Iš esmės, kiekvieną kartą įvykus smūgiams į paviršių, daug energijos perduodavo į požeminį paviršių. Jei ten būtų palaidotas ledas, smūgio įvykis jį išlydytų, tekėtų į paviršių išilgai smūgio sukeltų lūžių ir tada užšaltų vietoje.
Panašiai, kaip mėnulis, pavyzdžiui, Europa, Ganymede ir Titania, patiria paviršiaus atsinaujinimą dėl to, kaip dėl kriovolkanizmo skystas vanduo patenka į paviršių (kur jis vėl užšąla), požeminis ledas padėtų išlyginti Vestos paviršiaus dalis. su laiku. Tai galų gale lems tokį nelygų reljefą, kurį palmerkė Palmer ir jos kolegos.
Šią teoriją patvirtina didelės vandenilio koncentracijos, kurios buvo aptiktos lygesnėje vietovėje, kurios matmenys siekia šimtus kvadratinių kilometrų. Tai taip pat atitinka geomorfologinius įrodymus, gautus iš „Aušros“ kadravimo kameros vaizdų, kurie parodė trumpalaikio vandens srauto po Vesta paviršių požymius. Šis tyrimas taip pat prieštaravo kai kurioms anksčiau laikytoms prielaidoms apie Vestą.
Kaip pažymėjo Palmeris, tai taip pat gali turėti įtakos mūsų supratimui apie Saulės sistemos istoriją ir raidą:
Manoma, kad asteroidas „Vesta“ seniai sunaikino bet kokį vandens kiekį per globalų tirpimą, diferenciaciją ir plačią sodininkystę regolitą dėl mažesnių kūnų poveikio. Tačiau mūsų išvados patvirtina mintį, kad Vesta galėjo būti palaidotas ledas, o tai yra įdomi perspektyva, nes Vesta yra protoplaneta, atspindinti ankstyvą planetos formavimosi etapą. Kuo daugiau sužinome apie tai, kur vandens ledas egzistuoja visoje Saulės sistemoje, tuo geriau suprasime, kaip vanduo buvo tiekiamas į Žemę ir kiek vidiniam žemės vidui buvo būdingas ankstyvajame jo formavimosi etape. “
Šį darbą rėmė NASA „Planetinės geologijos ir geofizikos programa“ - JPL paremtos pastangos, kuriomis siekiama skatinti į žemę panašias planetas ir pagrindinius Saulės sistemos palydovus. Šis darbas taip pat buvo atliktas padedant USC Viterbi inžinerijos mokyklai kaip dalis nuolatinių pastangų tobulinti radaro ir mikrobangų vaizdus, siekiant nustatyti požeminio vandens šaltinius planetose ir kituose kūnuose.
