Hmotnostní koncentrace (astronomie) - Mass concentration (astronomy)

Topografie (nahoře) a odpovídající gravitační (spodní) signál lunární Mare Smythii obsahující významný maskot.

V astronomii a astrofyzice je hromadná koncentrace (nebo maskón ) oblast planety nebo měsíční kůry, která obsahuje velkou pozitivní gravitační anomálii . Obecně lze slovo „mascon“ použít jako podstatné jméno k označení nadměrného rozložení hmoty na nebo pod povrchem astronomického tělesa (s ohledem na vhodný průměr), jaké se vyskytuje kolem Havaje na Zemi. Tento termín se však nejčastěji používá k popisu geologické struktury, která má pozitivní gravitační anomálii spojenou s funkcí (např. Depresivní pánev), u které by se jinak dalo očekávat, že bude mít negativní anomálii, jako jsou „maskované pánve“ na Měsíci .

Lunární maskoti

Měsíc je nejvíce gravitačně „hrudkovitý“ hlavní útvar známý ve sluneční soustavě. Jeho největší maskoti mohou způsobit, že olovnice bude viset asi třetinu stupně svisle, směrem k maskonu, a zvýší gravitační sílu o půl procenta.

Typickými příklady pánví maskonu na Měsíci jsou impaktní nádrže Imbrium , Serenitatis , Crisium a Orientale , které vykazují významné topografické deprese a pozitivní gravitační anomálie. Mezi příklady maskovaných pánví na Marsu patří povodí Argyre , Isidis a Utopia . Teoretické úvahy naznačují, že topografické minimum izostatické rovnováhy by vykazovalo mírnou negativní gravitační anomálii. Pozitivní gravitační anomálie spojené s těmito nárazovými nádržemi tedy naznačují, že v kůře nebo horním plášti, který je v současné době podporován litosférou, musí existovat určitá forma anomálií pozitivní hustoty . Jednou z možností je, že tyto anomálie jsou způsobeny hustými klisnami čedičových láv , které mohou u Měsíce dosáhnout tloušťky až 6 kilometrů. Zatímco tyto lávy rozhodně přispívají k pozorovaným gravitačním anomáliím, je pro jejich velikost zapotřebí také zdvih rozhraní kůry a pláště. Ve skutečnosti se zdá, že některá povodí maskotů na Měsíci nejsou spojena se žádnými známkami vulkanické činnosti. Teoretické úvahy v obou případech naznačují, že všechny lunární maskoty jsou superizostatické (tj. Podporované nad jejich izostatickými polohami). Obrovská rozloha kobaltového čedičového vulkanismu spojená s Oceanus Procellarum nemá pozitivní gravitační anomálii.

Původ lunárních maskotů

Od jejich identifikace v roce 1968 byl původ maskonů pod povrchem Měsíce předmětem mnoha debat, ale nyní je považován za důsledek dopadu asteroidů během pozdního těžkého bombardování .

Vliv lunárních maskotů na oběžné dráhy satelitů

Měsíční maskoti dostatečně mění místní gravitaci nad nimi a kolem nich, takže nízké a nekorigované oběžné dráhy satelitů kolem Měsíce jsou nestabilní v časovém měřítku měsíců nebo let. Malé odchylky na oběžných drahách se hromadí a nakonec dostatečně narušují oběžnou dráhu, takže satelit dopadá na povrch.

Měsíc má díky svým maskónům pouze čtyři zóny sklonu „ zamrzlé oběžné dráhy “, kde může měsíční satelit zůstat na nízké oběžné dráze neomezeně dlouho. Lunární subsatelity byly vypuštěny na dvou z posledních tří misí lunárního přistání s posádkou Apollo v letech 1971 a 1972; Očekávalo se, že subatelit PFS-2 uvolněný z Apolla 16 zůstane na oběžné dráze jeden a půl roku, ale trval jen 35 dní, než narazil na měsíční povrch. Teprve v roce 2001 byly zmapovány maskony a objeveny zamrzlé dráhy.

Luna-10 družice byl první umělý objekt obíhat Moon a se vrátila sledování údajů ukazuje, že měsíční gravitační pole způsobené větší než očekávané odchylkám pravděpodobně díky ‚drsnosti‘ měsíčního gravitačního pole. Lunární maskoti byli objeveni Paulem M. Mullerem a Williamem L. Sjogrenem z NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) v roce 1968 z nové analytické metody aplikované na vysoce přesná navigační data bezpilotní kosmické lodi Lunar Orbiter pre-Apollo . Tento objev pozoroval konzistentní korelaci 1: 1 mezi velmi velkými anomáliemi pozitivní gravitace a depresivními kruhovými pánvemi na Měsíci. Tato skutečnost stanoví klíčová omezení pro modely, které se pokoušejí sledovat historii geologického vývoje Měsíce a vysvětlit současné lunární vnitřní struktury.

V té době bylo jedním z projektů „ tygřího týmu “ NASA s nejvyšší prioritou vysvětlit, proč se kosmická loď Lunar Orbiter používaná k testování přesnosti navigace Project Apollo setkala s chybami v předpovězené poloze desetinásobku specifikace mise (2 kilometry místo 200 metrů). To znamenalo, že předpokládané přistávací plochy byly stokrát větší než ty, které byly pečlivě definovány z bezpečnostních důvodů. Jako příčina byly nakonec odhaleny měsíční orbitální efekty, které byly způsobeny hlavně silnými gravitačními poruchami maskotů. William Wollenhaupt a Emil Schiesser z kosmického střediska s posádkou NASA v Houstonu poté vypracovali „opravu“, která byla nejprve aplikována na Apollo 12 a povolila její přistání do 163 m (535 stop) od cíle, dříve přistané kosmické lodi Surveyor 3 .

Mapování

V květnu 2013 byla zveřejněna studie NASA s výsledky dvojitých sond GRAIL , které mapovaly hmotnostní koncentrace na Měsíci Země.

Čínská mise Chang'e 5T1 také mapovala měsíční maskoty.

Zemští maskoti

Masconi na Zemi se často měří pomocí satelitní gravimetrie , jako jsou satelity GRACE .

Viz také

• Gravitační anomálie
• Měsíční oběžná dráha § Perturbation efekty

Reference