Loading article…
シャクルトン・クレーターは、月の南極に位置する衝突クレーターです。クレーターの縁に沿った山頂はほぼ常に太陽光にさらされていますが、内部は常に影になっています。このクレーターの低温の内部はコールドトラップとして機能し、彗星が月に衝突した際に放出された水などの揮発性物質を捕捉して凍結させる可能性があります。月探査機ルナ・プロスペクターによる測定では、クレーター内に通常よりも高い量の水素が検出されており、これは水氷の存在を示唆している可能性があります。このクレーターは、南極探検家アーネスト・シャクルトンにちなんで名付けられました。
月の南極はシャクルトン・クレーターの縁を横切っています。このクレーターは円錐形で、直径21km 、深さ4.2kmです。内部には直径数百メートルの小さなクレーターがいくつかあり、底面は丘陵地になっています。[ 2 ]縁は周囲の地表よりわずかに隆起しており、外側の土塁はわずかに衝突を受けただけです。縁を横切る大きなクレーターはなく、地球から見て50～90°の方向に約1.5°傾斜しています。[ 2 ] [ 3 ]地球からは、起伏の多いクレーター地帯で横から見ることができます。[ 4 ] : 4古代の南極エイトケン盆地の縁近く、山の端に位置しています。[ 5 ] : 1
月の軌道は黄道面からわずか 1.5° しか傾いていないため、[ 6 ]このクレーターの内部は永久に暗闇に包まれています。永久影の領域の推定値は、地球からのレーダー調査によって得られました。[ 7 ]クレーターの縁に沿った山頂は、ほぼ常に太陽光に照らされており、月の軌道の約 80〜90% が太陽にさらされています。[ 8 ]常に照らされている山は「永遠の光の峰」と呼ばれ、19 世紀初頭から存在が予測されていました。[ 9 ]
クレーターの影の部分は、日本のSELENE探査機の地形カメラで、縁から反射した太陽光の照明を使用して撮影されました。クレーター内部は、直径6.6 km (4.1 マイル) の底面まで続く対称的な 30° の傾斜で構成されています。内部に沿って存在する少数のクレーターは、数百メートルを超えることはありません。底面は、厚さ300 ～ 400 m (980 ～ 1,310フィート)の不均一な丘状地形に覆われています。中央のピークは高さ約200 m (660フィート)です。 [ 2 ] [ 10 ]
このクレーターは、1901年から1922年に亡くなるまで南極を探検したアイルランド系イギリス人の探検家、アーネスト・シャクルトンにちなんで名付けられました。この名前は1994年に国際天文学連合によって正式に採用されました。 [ 11 ]近隣の注目すべきクレーターには、シューメーカー、ハワース、ド・ゲルラッシュ、スヴェルドラップ、スレーター、ファウスティーニなどがあります。月の表側の東半球には、南極大陸の初期の探検家2人にちなんで名付けられた、より大きなクレーター、アムンゼンとスコットがあります。[ 12 ]
シャクルトンは、南極エイトケン盆地の縁に関連する、古代の険しいプレネクタリアン地形の地域にある、保存状態の良い単純なクレーターです[ 13 ] : 1249 。 [ 5 ] : 1南極エイトケン盆地は、39億年から43億年前に形成され、古代の月の地殻の大部分と、おそらく上部マントルの一部を掘り出したと推定されています[ 5 ] : 1シャクルトンは、古代のノーライト地殻でできた地域にあると予想されています[ 13 ] : 1251その形成時の衝突イベントにより、最も純粋な斜長岩（98%以上の斜長石）の堆積物と思われるものを含む古代の物質が露出しました[ 13 ] : 1250
構造的に新しいことから、シャクルトンは当初、月のエラトステネス期にあたる約11億～33億年前に形成されたと考えられていた。[ 5 ] : 2-3後に月周回レーザー高度計のデータを用いた分析により、シャクルトンの形成時期は月のインブリアン期にあたる36億9000万年前とされた。[ 14 ] : 1近隣のクレーターより数億年若い。[ 13 ] : 1249シミュレーションによると、直径約1.5 km (0.93 mi)のコンドライト衝突体が、垂直速度15 km/s (9.3 mi/s)で表面に衝突して形成された可能性が高い。[ 14 ] : 7衝突後、少なくとも20立方キロメートル (4.8 mi 3 )の衝突溶融物がクレーターの底に集まった。その不均一な床面は、大きな岩塊、中央の峰や環状部、あるいは地滑りによるものと考えられる。[ 15 ]： 10-11
シャクルトンは少なくとも過去20億年間、月の南極付近にいた。[ 4 ]： 4
南極クレーターの連続した影により、これらの地形の底面の温度は、約100 K (-173 °C; -280 °F)を超えることはありません。シャクルトンの場合、平均温度は約90 K (-183 °C; -298 °F)と決定され、クレーター底面では 88 K に達しました。このような条件下では、内部の氷からの損失率は 10 -26～ 10 -27 m/s と推定されます。彗星が月に衝突した後にここに到達する水蒸気は、表面または表面下に永久凍結します。しかし、クレーター底面の表面アルベドは月の裏側と一致しており、露出した表面氷がないことを示唆しています。[ 2 ] [ 16 ]
シャクルトンは南極に近いことから、多くの研究の対象となってきた。[ 5 ]： 2地球から見ると、このクレーターは月の南縁に沿って位置しており、観測が困難である。月の極域と裏側の詳細な地図作成は、周回宇宙船の出現まで行われなかった。シャクルトンは、太陽系で知られている最大の衝突地形の1つである巨大な南極エイトケン盆地の縁に完全に収まっている。この盆地は深さが12キロメートルを超えており、その特性の探査は月の内部に関する有用な情報を提供する可能性がある。[ 17 ]
ルナ・プロスペクター探査機に搭載された中性子分光計は、シャクルトン・クレーターを含む月の北極と南極付近で水素の濃度の上昇を検出した。 [ 18 ] 1999年7月のこのミッションの終了時に、探査機は近くのシューメーカー・クレーターに衝突し、地球上の望遠鏡で衝突によって発生した水蒸気を含む噴煙を検出することを期待した。衝突イベントでは検出可能な水蒸気は発生せず、これは水素が水和鉱物の形ではないか、または衝突地点に氷が存在しなかったことを示している可能性がある。[ 19 ]
地球上のレーダーや宇宙船によるクレーター縁の画像から判断すると、シャクルトンは比較的原型を留めているように見える。これは、その後の衝突によって大きく侵食されていない若いクレーターによく似ている。このことから、内側の側面は比較的急勾配である可能性があり、ロボット車両が側面を横断するのは比較的困難かもしれない。[ 20 ]
ルナ・プロスペクター計画の前後に行われたレーダー調査により、シャクルトン・クレーターの内壁は、太陽光が当たっているクレーターの内壁と反射特性が似ていることが明らかになった。特に、周囲には噴出物ブランケットにかなりの数のブロックが含まれているようで、レーダー特性は表面の粗さによるものであり、クレメンタイン計画のレーダー実験で以前に示唆された氷の堆積物によるものではないことが示唆されている。[ 21 ]しかし、この解釈は科学界で広く合意されているわけではない。[ 22 ]波長13cmでのクレーターのレーダー画像には、 水氷の堆積物の証拠は見られない。[ 23 ]
クレーター内部の光学画像撮影は、 2007年に日本の月周回探査機「かぐや」によって初めて行われた。1ピクセルあたり10メートルの画像解像度でも、大量の水氷の証拠は得られなかった。[ 24 ] [ 25 ]
2008年11月15日、34kgの探査機がクレーター付近に硬着陸した。[ 26 ]月面衝突探査機（MIP）はインドのチャンドラヤーン1号宇宙船から打ち上げられ、25分後に月面に到達した。探査機にはレーダー高度計、ビデオ画像システム、質量分析計が搭載されており、降下中に水の存在を検出した。[ 27 ]
シャクルトンの縁沿いのいくつかの地点では、ほぼ常に日光が当たっている。これらの場所では、太陽光をソーラーパネルで電気に変換するためにほぼ常に太陽光が利用可能であり、将来の月面着陸に適した場所となる可能性がある。これらの地域の気温はおそらく 月面縁部の温度は-50 ± 10 ℃ であるのに対し、月面赤道部の温度は-150 ℃から100 ℃まで変化する。縁部の温度変化が小さいため、長期的な表面作業には影響が少ない。[ 28 ]
シャクルトンは、将来的に大型赤外線望遠鏡の設置場所としても提案されている。[ 29 ]クレーター底の低温は赤外線観測に最適であり、縁に沿って設置された太陽電池は観測所にほぼ連続的な電力を供給できる。クレーターから約120キロメートル離れた場所には、高さ5キロメートルのマラパート山があり、この山頂は地球から常に見えており、適切な設備を設置すれば無線中継局として利用できる可能性がある。[ 30 ]
2006年、NASAはシャクルトン・クレーターの縁を月面基地の候補地として挙げ、当初は2020年までに稼働を開始し、2024年までに常駐クルーを配置する予定だった。この場所は、南極に常に太陽光が当たるため、ソーラーパネルのエネルギー源となり、月面居住者の自給自足を促進する。さらに、日陰になっている極地には、人間の飲用に必要な氷水が存在すると考えられており、燃料製造のために採取することもできる。[ 31 ]このクレーターはアルテミス計画の主要な着陸候補地であり、2026年からクルーによる探査が開始される可能性があり[ 32 ]、 2028年には最初の月面基地が建設される可能性がある。[ 33 ]