Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для массовой концентрации в химии см. Массовая концентрация (химия) .
Топография (вверху) и соответствующий гравитационный сигнал (внизу) лунного Mare Smythii, содержащий значительный маскон.

В астрономии и астрофизике , А массовая концентрация (или Mascon ) является областью планеты или коры Луны , которая содержит большую положительную гравитационную аномалию . В общем, слово «маскон» может использоваться как существительное для обозначения избыточного распределения массы на поверхности или под поверхностью астрономического тела (по отношению к некоторому подходящему среднему значению), как это наблюдается на Гавайях на Земле. [1] Однако этот термин чаще всего используется для описания геологической структуры, которая имеет положительную гравитационную аномалию, связанную с особенностью (например, депрессивным бассейном), которая в противном случае могла бы иметь отрицательную аномалию, такую ​​как «бассейны Маскона». наЛуна .

Луна - самое гравитационно «комковатое» крупное тело из известных в Солнечной системе. Его самые большие маски могут привести к тому, что отвес свисает примерно на треть градуса по вертикали, указывая на маскон, и увеличивает силу тяжести на полпроцента. [2] [3]

Типичными примерами масконных бассейнов на Луне являются ударные бассейны Имбриум , Серенитатис , Кризиум и Восточный , все из которых демонстрируют значительные топографические депрессии и положительные гравитационные аномалии. Примеры бассейнов маскона на Марсе включают бассейны Аргир , Исидис и Утопия . Теоретические соображения подразумевают, что топографический минимум изостатического равновесия будет демонстрировать небольшую отрицательную гравитационную аномалию. Таким образом, положительные гравитационные аномалии, связанные с этими ударными бассейнами, указывают на то, что некоторая форма положительной аномалии плотности должна существовать в пределах коры или верхней мантии.который в настоящее время поддерживается литосферой . Одна из возможностей состоит в том, что эти аномалии связаны с плотными морскими базальтовыми лавами , толщина которых может достигать 6 километров для Луны. Хотя эти лавы, безусловно, вносят свой вклад в наблюдаемые гравитационные аномалии, для объяснения их величины также требуется поднятие границы раздела кора-мантия. Действительно, некоторые бассейны с масконами на Луне не связаны с какими-либо признаками вулканической активности. Теоретические соображения в любом случае показывают, что все лунные маски суперизостатичны (то есть поддерживаются выше своих изостатических положений). Огромные просторы морского базальтового вулканизма, связанные с Oceanus Procellarum , не обладают положительной гравитационной аномалией.

Из-за своих масконов Луна имеет только четыре зоны наклона « замороженной орбиты », в которых лунный спутник может оставаться на низкой орбите неопределенное время. Лунные субспутники были выпущены в ходе двух из трех последних пилотируемых полетов " Аполлона" на Луну в 1971 и 1972 годах; Подспутник PFS-2, выпущенный с « Аполлона-16», должен был оставаться на орбите в течение полутора лет, но продержался всего 35 дней, прежде чем упал на поверхность Луны. Только в 2001 году были нанесены на карту маски и обнаружены замороженные орбиты. [2]

Происхождение лунных масконов [ править ]

С момента их идентификации в 1968 году происхождение масконов под поверхностью Луны было предметом многочисленных споров, но теперь считается, что это результат удара астероидов во время поздней тяжелой бомбардировки . [4]

Влияние лунных масконов на орбиты спутников [ править ]

Лунные маски изменяют местную гравитацию над ними и вокруг них в достаточной степени, так что низкие и нескорректированные спутниковые орбиты вокруг Луны нестабильны во временном масштабе в месяцы или годы. Небольшие возмущения на орбитах накапливаются и в конечном итоге искажают орбиту настолько, что спутник ударяется о поверхность.

Луна-10 орбитального аппарат был первым объектом искусственного на орбиту Луны и возвращается отслеживание данных , указывающими , что лунное гравитационное поле вызвало больше , чем ожидались , из - за возмущения , предположительно до шероховатости «» лунного гравитационного поля. [5] Лунные масконы были обнаружены Полом М. Мюллером и Уильямом Л. Шегреном из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) в 1968 году [6] с помощью нового аналитического метода, примененного к высокоточным навигационным данным с беспилотного аппарата до Аполлона. Лунный орбитальный аппараткосмический корабль. Это открытие обнаружило устойчивую корреляцию 1: 1 между очень большими положительными аномалиями силы тяжести и депрессивными круглыми бассейнами на Луне. Этот факт налагает ключевые ограничения на модели, пытающиеся проследить историю геологического развития Луны и объяснить текущие внутренние структуры Луны.

В то время одним из наиболее приоритетных проектов НАСА " тигриная команда " было объяснить, почему космический корабль Lunar Orbiter, использовавшийся для проверки точности навигации по проекту Аполлон, вызывал ошибки в прогнозируемом положении, в десять раз превышающие спецификацию миссии (2 километра вместо 200). метров). Это означало, что предполагаемые районы приземления были в 100 раз больше, чем районы, тщательно определенные из соображений безопасности. Эффекты лунной орбиты, в основном возникающие из-за сильных гравитационных возмущений масконов, в конечном итоге были выявлены как причина. Затем Уильям Волленхаупт и Эмиль Шиссер из Центра пилотируемых космических аппаратов НАСА в Хьюстоне разработали «исправление» [7] [8] [9], которое впервые было применено кАполлон 12 и позволил приземлиться в пределах 163 м (535 футов) от цели, ранее приземливавшегося космического корабля Surveyor 3 . [10]

В мае 2013 года было опубликовано исследование НАСА с результатами двух зондов GRAIL , которые картировали массовые концентрации на Луне Земли. [11]

См. Также [ править ]

  • Лунная орбита § Эффекты возмущения

Ссылки [ править ]

Цитированные ссылки

  1. ^ Ричард Аллен. «Гравитационные ограничения (лекция 17)» (PDF) . Курс Беркли: Физика Земли и недр планет . п. 9. Архивировано из оригинального (PDF) 28 декабря 2018 года . Проверено 25 декабря 2009 .
  2. ^ а б «Причудливые лунные орбиты» . НАСА Наука: Новости науки . НАСА. 2006-11-06 . Проверено 9 декабря 2012 .
  3. ^ Коноплив, А.С.; Asmar, SW; Carranza, E .; Sjogren, WL; Юань, DN (2001-03-01). «Последние модели гравитации в результате миссии исследователя Луны». Икар . 150 (1): 1–18. Bibcode : 2001Icar..150 .... 1K . DOI : 10.1006 / icar.2000.6573 . ISSN 0019-1035 . 
  4. ^ "Команда решает происхождение загадки масконов Луны" . Phys.org .
  5. ^ «Луна 10 (НАСА)» . Архивировано из оригинала на 2012-02-18.
  6. ↑ Пол Мюллер и Уильям Шегрен (1968). «Масконы: концентрации лунных масс». Наука . 161 (3842): 680–684. Bibcode : 1968Sci ... 161..680M . DOI : 10.1126 / science.161.3842.680 . PMID 17801458 . 
  7. ^ Дженнифер Росс-Nazzal (2 ноября 2006). "ПРОЕКТ УСТНОЙ ИСТОРИИ ПРОЕКТА НАСА ДЖОНСОН КОСМИЧЕСКИЙ ЦЕНТР Стенограмма устной истории" (PDF) . Космический центр имени Джонсона НАСА . Проверено 12 ноября 2015 года . Билл [Уилбур Р.] Волленхаупт из JPL присоединился к моей группе. Он, я, Билл [Уильям] Бойс и еще несколько человек поехали в Лэнгли и встретились с людьми из Лэнгли на выходных, мы все время днем ​​и ночью обрабатывали данные Лэнгли Лунного орбитального аппарата.
  8. ^ Дженнифер Росс-Nazzal (7 декабря 2006). «НАСА ДЖОНСОН КОСМИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ПРОЕКТ УСТНОЙ ИСТОРИИ Устная история 2 Стенограмма» (PDF) . Космический центр имени Джонсона НАСА . Проверено 12 ноября 2015 года . Примерно в это же время к нашей группе присоединился Уилбур Р. Волленхаупт, которого звали Билл. Он имел обширный опыт работы в области наземной навигации в JPL. Он был хорошо знаком с трекерами JPL Deep Space Network (DSN), по образцу которых были созданы трекеры Apollo.
  9. ↑ Малкольм Джонстон; Ховард Тиндалл (31 мая 1996 г.). «Тиндаллграммы» (PDF) . Соберите Space.com . Проверено 12 ноября 2015 года . Если это определение с использованием данных LM существенно не согласуется с другими источниками данных, мы должны рассмотреть возможность того, что это связано с аномалиями силы тяжести. Различия, которые мы готовы терпеть, составляют 0,3 ° по долготе, что более или менее эквивалентно смещению платформы на 0,3 ° по тангажу. Истинные ошибки выравнивания, превышающие это, могут вызвать проблемы с наведением. Поскольку 0,3 ° эквивалентно примерно пяти милям, можно ожидать, что оценка местоположения экипажем, вероятно, может быть полезна для определения истинной ситуации. Все, что им нужно было сделать, это сказать нам, что они не достигли цели или сильно промахнулись.
  10. ^ "Энциклопедия астронавтики: Аполлон-12" . Архивировано из оригинала на 2004-01-04.
  11. ^ Чоу, Дениз. «Объяснение тайны неровной гравитации Луны» . SPACE.com . Проверено 31 мая 2013 года .

Общие ссылки

  • Марк Вичорек и Роджер Филлипс (1999). «Лунные многокольцевые бассейны и кратерный процесс». Икар . 139 (2): 246–259. Bibcode : 1999Icar..139..246W . DOI : 10.1006 / icar.1999.6102 .
  • А. Коноплив; С. Асмар; Э. Карранса; В. Сьогрен и Д. Юань (2001). «Последние модели гравитации в результате миссии Lunar Prospector». Икар . 50 (1): 1–18. Bibcode : 2001Icar..150 .... 1K . CiteSeerX  10.1.1.18.1930 . DOI : 10.1006 / icar.2000.6573 .