Előfizetés a lapra

Holdkráterek a leszállóhely körül

Apollo, Hold, holdraszállás, kráter, űrkutatás

2019/11/21

2019. július 20-án ünnepli a világ a holdraszállás 50. évfordulóját, melynek során Neil Armstrong és Edwin (Buzz) Aldrin végrehajtotta a történelem első holdsétáját. Azt már kevesebben tudják, hogy egyben ez volt az első alkalom is, amikor egy ember közvetlen közelről, a peremén állva szemlélt meg krátert egy másik égitesten.

A modern űrkutatás történetének legnagyobb hatású eseményei közé tartoznak a NASA Apollo-programja keretében megvalósult emberes holdutazások. Közülük is különösen nagy történelmi jelentőséggel bír az Apollo-11 útja, melynek során Neil Armstrong személyében először lépett ember egy másik égitest felszínére. Az 1960-as évek végén, a megelőző évek alapos fejlesztési, s gondos előkészítési folyamatainak köszönhetően a tudomány és a technika nem csak arra állt készen, hogy űrhajósokat juttasson Hold körüli pályára, hanem már megfelelő volt a felkészültség szintje az ember holdfelszínre  történő eljutásához is. Az Apollo-11 leszállóegysége, a Sas a holdrajzi északi szélesség 0 fok 4 perc 5 másodperc és keleti hosszúság 23 fok 42 perc 28 másodpercnél landolt égi kísérőnk bolygónk felé néző oldalán, a Nyugalom Tengerének délnyugati részén, 1969. július 20-án, világidő szerint 20 óra 17 perc 40 másodperckor. A leszállóhely, ami mellett végül döntöttek, egyike volt annak a három legesélyesebb területnek, melyeket az első holdraszállás landolási pozícióinak 30 lehetőséget tartalmazó listájából választottak ki. A kritériumok között egyéb faktorok mellett szerepelt a felszín viszonylagos egyenletessége, simasága, de ugyanígy fontos szempont volt az is, hogy a leszállóhely megközelítésénél ne legyenek magasabb dombok, sziklák, valamint mély kráterek a területen. Ezek ugyanis rossz irányba befolyásolhatják a holdkomp leszállóradarjának jeleit. Az asztronauták összesen 22 kilogramm felszíni anyagot gyűjtöttek be a leszállóhely környékén, amely 50 holdkőzetet (3,6-3,9 milliárd éves bazaltot, breccsákat), valamint a holdi törmelékes felszín (regolit) rendkívül finom szemcséjű legfelső rétegéből vett mintákat is tartalmazott. 

Az Apollo-11 leszállóhely és környezete

Holdi krátermorfológia 

A Föld holdja a felszín teljes területéhez viszonyítottan a Naprendszer egyik legsűrűbben kráterezett égitestje. Ezek szinte teljes egészében becsapódásos eredetűek, és négy és fél milliárd éves története során a Hold kisebb-nagyobb intenzitással számtalan ilyen eseményt szenvedett el, melynek nyomai ­ főként a relatíve nagyobb méretű kráterek ­ a légkör és az erőteljes erózió nélküli bolygótesten évmilliárdokig megőrződtek. Ha a nagy becsapódási eredetű medencéket figyelmen kívül hagyjuk, a holdkráterek átmérője a néhány deciméterestől a több, mint 200 kilométeres átmérőjű óriásokig terjed. A Nyugalom Tengere délnyugati területeinek kráterezettségét alapul véve, egy kilométer sugarú területen több tucat is lehet a 10 méternél nagyobb átmérőjű kráterek száma, az ennél kisebbeké pedig néhány nagyságrenddel magasabb. A holdfelszín teljes területe 37 millió 930 ezer négyzetkilométer. Így ha a deciméteres mérettől számítva a teljes kráter-méretspektrumot vesszük alapul, akkor égi kísérőnk felszínén reális becsléssel több billió kráter is létezhet.   

Sarah Mazouei és szerzőtársai a Science folyóiratban 2019-ben megjelent tanulmánya szerint 290 millió évvel ezelőtt a korábbi becsapódási rátához képest hirtelen, mintegy 2,6-szeresére növekedett a Földnek, illetve a Holdnak ütköző aszteroidák száma. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy a holdi becsapódásos kráterek körülbelül egyhatoda az elmúlt 290 millió év során keletkezett. 

Egyszerű kráter keresztmetszete

A kráterek keletkezési ideje nagyon rövid, mely összefüggésben van a becsapódó test mozgási energiájának nagyságával. Becsapódás alkalmával az elsődleges energiaátvitel a nyomás hirtelen változása következtében kiinduló sokkhullámok révén történik, az energia körülbelül 50 százaléka hőenergiává alakul át, míg a fennmaradó 50 százalék mozgási energia marad, mely többnyire deformációra, vagyis a céltárgy (holdfelszín) anyagának kidobódására, töredeződésére, áthelyeződésére fordítódik. Ha a becsapódó test becsapódási szöge kicsi, akkor a keletkező kráter alakja elnyúltabb, elliptikus lesz.

A holdi FFC-kráterek kialakulásának egyszerűsített magmatikus modellje. (Jozwiak, L. M. et al. (2015) Icarus, 248, 424–447. alapján átdolgozva). A magmaintrúzió adott feltételek mellett képes deformálni a kráterfelszínt, főképp azáltal, hogy a teljes kráteraljzat megemelkedését eredményezheti.

A holdi kráterek többsége ­ és ugyanígy más égitesteken is ­ egyszerű struktúrájú, morfológiájú, tál alakú felszínforma. A létrejött kráter a későbbiekben különféle fizikai, geológiai folyamatok hatására (posztimpakt) átalakuláson mehet át, amelynek eredményképpen változatosabb morfológiájú kráterforma keletkezhet. Az ilyen összetett kráterek több típusát is megkülönböztethetjük a holdfelszínen. 

Ahol a „Sas leszállt”

A leszállóhelytől nyugatra helyezkedik el a Sabine-Ritter ikerkráter. Már közvetlenül az Apollo-program idején ismert volt, hogy ezek a kráterek nem az egyszerű becsapódásos formák „hagyományos” keletkezési módja révén alakultak ki. Átmérőjükhöz képest ugyanis aránytalanul sekély a mélységük, valamint aljzatukat gyűrű alakba rendeződő törések tagolják. Tanulmányozásuk során magmás tevékenységhez kapcsolódó képződményeket is azonosítottak (például dómok) a kráterek alján, amiből következtetni lehetett azok formakincsének részben vulkanikus eredetére. Az ilyen típusú formák töredezett aljzatú kráter (floor-fractured crater, FFC) néven szerepelnek a szakirodalomban. A kráteraljzat emelkedése magmakitöltéssel vagy pedig magma-benyomulással (intrúzió) magyarázható. A poszt-impakt mechanizmusok révén kitöltött, különböző méretű és alakú platószerű képződményekre darabolódott aljzatú holdi FFC-kráterek sok jellegzetessége fellelhető a Ritter és a Sabine morfológiájában. Keletkezésüket követően a medence alól felemelkedő magma az aljzatuk megemelkedését eredményezte, amely aztán a nehézségi erő hatására is stabilizálódott. A magmabenyomulás összetett folyamat, a magmatest feszítő erejének hatására a kráteraljzaton radiális, illetve koncentrikus, íves lefutású töréshálózat jön létre. 

A 29 kilométer átmérőjű, 1,3 kilométer mély Ritter aljzata például gyűrű alakú törésrendszer mentén összeomlott, míg a kráteraljzat központi része a belső gyűrűs törések mentén kiemelkedett és kis platószerű formát alkot, azonban környezete, vagyis az egész krátertalp kiemelt helyzetű, ahhoz képest, mint ami az egyszerű kráterek esetében megszokott. 

Az Apollo-11 űrhajósai által bejárt út a Hold felszínén (fehér vonal). Az LM a leszálló egységet (Lunar Modul) jelöli.

A holdfelszíni formák nevezéktani megjelölésénél ritkának számít, ha egy objektumot élő személyről neveznek el, az Apollo-11 űrhajósairól nagyszerű tettük honoráriumaként még életükben krátert neveztek el, melyek szintén a Nyugalom Tengere délnyugati részén, a leszállóhelytől nem messze találhatók. A Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) által átnevezett kráterek a korábbi elnevezéssel: Armstrong (Sabine E), Aldrin (Sabine B), Collins (Sabine D). A leszállóhelytől körülbelül 50 kilométerre délkeletre található 6,5 kilométer átmérőjű Moltke kráter, mely a néhány kilométeres méretet elérő hasonló formák közül a legközelebbi. A leszállóhelytől keletre körülbelül 400 méter távolságban van a Nyugati kráter (West Crater), mely felett a leszállás alkalmával kézi irányítással repült át Neil Armstrong. Az Apollo-11 expedíció során összegyűjtött kőzetminták nagy része valószínűleg a Nyugati-kráter 100 millió évvel ezelőtti keletkezése idején kidobott anyagból származik.

Az Apollo-11 leszállóhelyétől  60 méterre keletre helyezkedik el a Little West 33 méter átmérőjű, 4 méter mély kráter, mely tipikus képviselője az egyszerű struktúrájú becsapódási eredetű formáknak. A tál alakú kráter alján sok kisebb méretű szikla fekszik. A kráter belsejében két nagyobb (10 és 6 méter átmérőjű), és több kisebb további becsapódásra utaló nyom is van, mindegyiküket a „befogadó” kráter keletkezésénél későbbi becsapódási esemény hozta létre.

A Daedalus kráter a Hold túlsó felén az Apollo-11 felvételén (FORRÁS: NASA)

A leszállóhely 1 kilométeres körzetében több tucat a Little West-hez hasonló méretű, valamint több száz 10 métert meghaladó átmérőjű kráter. A közvetlen környezetben  elhelyezkedő becsapódásos eredetű formák mindegyike egyszerű kráter. Közülük, néhány száz méteres sugarú körzetben, a legnagyobbak átmérője általában 5-10 méter között változik, elvétve találunk ennél nagyobb formákat is, ezek egy része a leszállóhely közelében külön nevet kapott. A holdkomp talpától mindössze 8 méterre délnyugati irányban lévő Double-kráter, 15 és 7 méter átmérőjű komponensek belseje szintén teli van kisebb becsapódási formákkal.

FUTÓ PÉTER

 

2019/29