مطالعهای جدید نشان داده که درک ما از دهانه حوضه قطب جنوب-آیتکن، کاملاً برعکس بوده است. این بدان معناست که فضانوردان در مأموریت آینده ناسا به نام آرتمیس ۳ ممکن است بتوانند نمونههای ارزشمندی از مواد رادیواکتیو باستانی موسوم به «کریپ» (KREEP) را جمعآوری کنند.
مطالعهای جدید نشان میدهد که بزرگترین و قدیمیترین دهانه برخوردی ماه، آنگونه که در ابتدا گمان میکردیم، شکل نگرفته است. این یافتهها حاکی از آن است که منطقهی خاص از سطح ماه ممکن است از نظر علمی جذابتر از چیزی باشد که فکر میکردیم — با پیامدهای بزرگی برای مأموریتهای آینده ناسا تحت برنامه آرتمیس، که طبق برنامهریزی، فضانوردان را تا سال 1406 در این منطقه تازهشناخته شده فرود خواهد آورد.
ماه حدود ۴.۴۶ میلیارد سال پیش شکل گرفت، زمانی که سیارهای اولیه به اندازه مریخ به نام تیا (Theia) با زمین برخورد کرد و ابر عظیمی از بقایا را به وجود آورد که در نهایت به قمر کروی بزرگی تبدیل شد که به دور سیاره ما میچرخد. برای حدود ۲۰۰ میلیون سال پس از آن، سطح ماه به دلیل فشار گرانشی زمین، پوشیده از اقیانوس ماگمای بسیار داغی بود. اما با دورتر شدن ماه از سیاره ما، سنگ مذاب در نهایت سرد و متبلور شد و پوسته سنگی بیرونی را تشکیل داد که از آن زمان تاکنون، به طور کلی بدون تغییر مانده است — به جز برخوردهای تقریباً مداوم سنگهای فضایی.
کمی پس از سرد شدن ماه، حدود ۴.۳ میلیارد سال پیش، سیارکی با عرض بیش از ۱۰ برابر سیارکی که دایناسورها را منقرض کرد، به قسمتی برخورد کرد که اکنون نیمه دور همیشگی ماه است. این برخورد منجر به تشکیل حوضه قطب جنوب-آیتکن (SPA) شد، دهانه برخوردی عظیمی به عرض حدود ۲۵۰۰ کیلومتر و عمق تا ۸ کیلومتر. پژوهشگران بر این باورند که این برخورد شدید ممکن است مخلوطی از مواد رادیواکتیو به نام “KREEP” (متشکل از پتاسیم، عناصر نادر خاکی و فسفر) را که باقیمانده از اقیانوس ماگمای گذشته بود، به بیرون پرتاب کرده باشد. (نماد شیمیایی پتاسیم K است، از این رو نام KREEP.)
گمان میرود KREEP در طول مرحله نهایی سرد شدن ماه شکل گرفته باشد، زمانی که عناصر رادیواکتیو در فضای بین گوشته تازه تشکیلشده ماه و پوسته آن تجمع یافتند. مطالعه دقیقتر این عناصر میتواند به روشن شدن چند راز مربوط به این دوره از تکامل ماه، از جمله این که چرا پوسته نیمه دور ماه ضخیمتر از نیمه نزدیک و قابل مشاهده آن است، کمک کند.
تاکنون، پژوهشگران بر این باور بودند که حوضه قطب جنوب-آیتکن در اثر برخورد یک سیارک از سمت جنوب به ماه تشکیل شده که لایهای از KREEP را در اطراف لبه شمالی دهانه پخش کرده است. با این حال، در یک مطالعه جدید که در ۸ اکتبر در مجله Nature منتشر شد، پژوهشگران دریافتند که این برخورد در واقع از سمت شمال رخ داده است، به این معنی که KREEP حاصل، در اطراف لبه جنوبی دهانه قرار گرفته است — درست جایی که مأموریت سرنشیندار آرتمیس ۳ برنامهریزی شده تا فرود آید.
«جفری اندروز-هانا»، نویسنده ارشد این مطالعه و دانشمند سیارهشناسی در دانشگاه آریزونا، در بیانیهای گفت: «این بدان معناست که مأموریتهای آرتمیس بر روی لبه پاییندست حوضه فرود خواهند آمد — بهترین مکان برای مطالعه بزرگترین و قدیمیترین حوضه برخوردی روی ماه». او افزود: «این جایی است که بیشتر مواد پرتابشده از برخورد، که از اعماق درونی ماه هستند، باید انباشته شده باشند.»
پژوهشگران زمانی به منشأ واقعی حوضه قطب جنوب-آیتکن مشکوک شدند که شکل آن را با دیگر دهانههای برخوردی در منظومه شمسی، از جمله حوضه هِلاس در مریخ و حوضه اسپوتنیک در پلوتو مقایسه کردند. هر سه این دهانهها شکلی مشابه دارند، با انتهای گرد و انتهای دیگر نوکتیز، که باعث میشود کمی شبیه آووکادو یا قطره اشک به نظر برسند. انتهای نوکتیز این دهانهها به احتمال زیاد جهت برخورد را نشان میدهد و به پژوهشگران اجازه میدهد جهت برخورد سیارک حوضه قطب جنوب-آیتکن را حدس بزنند.
این گمانهزنیها زمانی تأیید شد که تیم، دادههای کاوشگر قمری (Lunar Prospector) را تجزیه و تحلیل کرد. این فضاپیمای ناسا که بین سالهای ۱۹۹۸ تا ۱۹۹۹ به دور ماه میچرخید، رادیواکتیویته عناصر سطحی را اندازهگیری کرده بود. این دادهها غلظت بالایی از توریم — یک عنصر رادیواکتیو و جزء کلیدی KREEP — را در اطراف لبه جنوب غربی دهانه نشان داد.
جمعآوری نمونههای KREEP
مأموریت آرتمیس ۳، که هدف آن قرار دادن انسان بر روی ماه برای اولین بار از سال 1351 است، طبق برنامهریزی فعلی برای اواسط سال 1406 ، پس از تکمیل مأموریت آرتمیس ۲ که قرار است تا قبل از پایان بهار 1405 پرتاب شود، برنامهریزی شده است. مأموریت اولیه، فضاپیمایی سرنشیندار را برای گردش به دور ماه اعزام خواهد کرد، مشابه فضاپیمای بدون سرنشین آرتمیس ۱ که در اواسط سال 1401 با موفقیت به دور ماه چرخید.
به گفته ناسا، فضانوردان آرتمیس ۳ در نزدیکی قطب جنوب ماه در یکی از نه منطقه بالقوه فرود خواهند آمد که بیشتر آنها در داخل منطقه پخششده KREEP اطراف حوضه قطب جنوب-آیتکن قرار دارند. اگر آنها در مکان مناسب فرود آیند، این امر میتواند به تیم فرصت دهد تا نمونههای ارزشمند KREEP را جمعآوری کند.
با این حال، مقداری عدم قطعیت درباره زمان واقعی پرتاب آرتمیس ۳ وجود دارد.
هر دو مأموریت آرتمیس ۲ و آرتمیس ۳ قبلاً چندین بار به تعویق افتادهاند. همچنین، پیشنهاد کاهش بودجه تاریخی ناسا برای سال ۲۰۲۶ باعث شده برخی از کارشناسان پیشبینی کنند که تأخیرهای بیشتری رخ خواهد داد که ممکن است در نهایت مزیت را در مسابقه بازگرداندن انسان به ماه به چین بدهد.
چین نیز قبلاً اولین نمونهها از نیمه دور ماه را که در ژوئن ۲۰۲۴ توسط فضاپیمای چانگای ۶ از داخل حوضه قطب جنوب-آیتکن به زمین بازگردانده شد، به دست آورده است. با این حال، علیرغم اشتراکگذاری این سنگهای قمری ارزشمند با چندین کشور دیگر، ناسا هنوز اجازه تجزیه و تحلیل این نمونهها را نداشته است.
