شاكلتون (فوهة)

فوهة شاكلتون هي فوهة نيزكية تقع عند القطب الجنوبي للقمر . تتعرض قمم حافة الفوهة لأشعة الشمس بشكل شبه دائم ، بينما يظل باطنها في الظل باستمرار . يعمل باطن هذه الفوهة ذو درجة الحرارة المنخفضة كمصيدة باردة قد تحبس وتجمد المواد المتطايرة ، مثل الماء المتساقط أثناء اصطدام المذنبات بالقمر . أظهرت قياسات المركبة الفضائية "لونار بروسبكتور" وجود كميات من الهيدروجين أعلى من المعتاد داخل الفوهة، مما قد يشير إلى وجود جليد مائي. سُميت الفوهة تيمناً بالمستكشف القطبي إرنست شاكلتون .

يمر القطب الجنوبي للقمر عبر حافة فوهة شاكلتون . الفوهة مخروطية الشكل، يبلغ قطرها 21 كيلومترًا (13 ميلًا) وعمقها 4.2 كيلومترًا (2.6 ميلًا) . يتميز باطنها بوجود عدة فوهات أصغر حجمًا يبلغ قطرها مئات الأمتار، وقاعها مُتموج. ^{[ 2 ]} الحافة مرتفعة قليلًا عن السطح المحيط بها، ولها سور خارجي لم يتعرض إلا لصدمات طفيفة. لا تتقاطع أي فوهات كبيرة مع الحافة، وهي مائلة بزاوية 1.5 درجة تقريبًا باتجاه 50-90 درجة من الأرض. ^{[ 2 ] [ 3 ]} من الأرض، تُرى الفوهة من جانبها في منطقة ذات تضاريس وعرة مليئة بالفوهات. ^{[ 4 ] : 4} تقع الفوهة بالقرب من حافة حوض القطب الجنوبي-أيتكن القديم على حافة جبل. ^{[ 5 ] : 1}  

نظرًا لأن مدار القمر يميل بزاوية 1.5 درجة فقط عن مستوى مسار الشمس الظاهري ، ^{[ 6 ]} فإن باطن هذه الفوهة يقع في ظلام دائم. وقد تم الحصول على تقديرات للمساحة الواقعة في الظل الدائم من دراسات الرادار الأرضية. ^{[ 7 ]} أما القمم على طول حافة الفوهة فتُضاء بأشعة الشمس بشكل شبه مستمر، حيث تقضي حوالي 80-90% من كل مدار قمري معرضة للشمس . [ ^{8 ] وقد} أُطلق على الجبال المضاءة باستمرار اسم قمم النور الأبدي ، وتوقع وجودها منذ أوائل القرن التاسع عشر. ^{[ 9 ]}

تم تصوير الجزء المظلل من الفوهة باستخدام كاميرا التضاريس التابعة للمركبة الفضائية اليابانية "سيلين" (SELENE) ، وذلك بالاعتماد على انعكاس ضوء الشمس عن حافتها. يتكون باطن الفوهة من منحدر متناظر بزاوية 30 درجة، ينحدر إلى قاع قطره 6.6 كيلومتر (4.1 ميل) . لا يتجاوز قطر الفوهات القليلة المنتشرة على طول باطن الفوهة بضع مئات من الأمتار. يغطي القاعَ تلٌّ غير منتظم، يتراوح سمكه بين 300 و400 متر (980-1310 قدمًا) . يبلغ ارتفاع القمة المركزية حوالي 200 متر (660 قدمًا) . ^{[ 2 ] [ 10 ]}      

فوهة شاكلتون هي فوهة بسيطة محفوظة جيدًا ^{[ 13 ] : 1249} تقع في منطقة ذات تضاريس وعرة قديمة تعود لما قبل العصر النكتاري ، وترتبط بحافة حوض القطب الجنوبي-أيتكن. ^{[ 5 ] : 1} يُقدّر أن حوض القطب الجنوبي-أيتكن قد تشكّل منذ 3.9 إلى 4.3 مليار سنة، كاشفًا عن أجزاء كبيرة من القشرة القمرية القديمة، وربما بعضًا من الوشاح العلوي. ^{[ 5 ] : 1} من المتوقع أن تقع شاكلتون في منطقة تتكون من قشرة نوريتية قديمة. ^{[ 13 ] : 1251} كشف حدث الاصطدام التكويني عن مواد قديمة، بما في ذلك رواسب يُشتبه في أنها من أنقى أنواع الأنورثوزيت (>98% بلاجيوكلاز ). ^{[ 13 ] : 1250}

نظراً لحداثة بنيتها، كان يُعتقد في البداية أن فوهة شاكلتون قد تشكلت قبل حوالي 1.1 إلى 3.3 مليار سنة خلال العصر الإراتوستيني للقمر . ^{[ 5 ] : 2-3} إلا أن تحليلاً لاحقاً باستخدام بيانات من مقياس الارتفاع الليزري لمركبة مدار القمر حدد أن تشكل شاكلتون حدث قبل 3.69 مليار سنة، خلال العصر الإمبرياني للقمر . ^{[ 14 ] : 1} وهي أصغر بمئات الملايين من السنين من بعض الفوهات المجاورة. ^{[ 13 ] : 1249} وتشير المحاكاة إلى أنها تشكلت على الأرجح بفعل اصطدام نيزكي كوندريتي يبلغ حجمه حوالي 1.5 كيلومتر (0.93 ميل) ، اصطدم بسطح القمر بسرعة رأسية قدرها 15 كيلومتراً في الثانية (9.3 ميل في الثانية) . ^{[ 14 ] : 7} وبعد الاصطدام، تجمع ما لا يقل عن 20 كيلومتراً مكعباً (4.8 ميل ^مكعب ) من الصهارة الناتجة عن الاصطدام في قاع الفوهة. قد يعود عدم استواء أرضيتها إلى وجود كتل صخرية كبيرة، أو قمم أو حلقات مركزية، أو إلى الانهيارات الأرضية. ^{[ 15 ] : 10-11}     

حظيت فوهة شاكلتون باهتمام كبير من الباحثين نظرًا لقربها من القطب الجنوبي. ^{[ 5 ] : 2} من منظور الأرض ، تقع هذه الفوهة على طول الطرف الجنوبي للقمر، مما يجعل رصدها صعبًا. ولم يتم رسم خرائط تفصيلية للمناطق القطبية والجانب البعيد من القمر إلا مع ظهور المركبات الفضائية المدارية. تقع شاكلتون بالكامل داخل حافة حوض القطب الجنوبي-أيتكن الهائل ، وهو أحد أكبر التكوينات الناتجة عن الاصطدامات المعروفة في النظام الشمسي . يزيد عمق هذا الحوض عن 12 كيلومترًا، ويمكن أن يوفر استكشاف خصائصه معلومات مفيدة عن باطن القمر. ^{[ 17 ]}

رصد مطياف النيوترونات الموجود على متن المركبة الفضائية "لونار بروسبكتور" تركيزات مرتفعة من الهيدروجين بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي للقمر، بما في ذلك فوهة شاكلتون. ^{[ 18 ]} وفي نهاية هذه المهمة في يوليو 1999، تم تحطيم المركبة الفضائية في فوهة شوميكر المجاورة على أمل رصد عمود بخار الماء الناتج عن الاصطدام باستخدام التلسكوبات الأرضية. إلا أن الاصطدام لم يُنتج أي بخار ماء قابل للرصد، وقد يشير هذا إلى أن الهيدروجين ليس على شكل معادن مائية ، أو أن موقع الاصطدام لم يكن يحتوي على أي جليد. ^{[ 19 ]}

من خلال صور الرادار الأرضي وصور المركبات الفضائية لحافة فوهة شاكلتون، يبدو أنها سليمة نسبيًا؛ تشبه إلى حد كبير الفوهات الحديثة التي لم تتعرض لتآكل كبير نتيجة اصطدامات لاحقة. قد يعني هذا أن جوانبها الداخلية شديدة الانحدار نسبيًا، مما قد يجعل اجتيازها صعبًا نسبيًا بالنسبة لمركبة آلية. ^{[ 20 ]}

أظهرت دراسات الرادار التي سبقت مهمة "لونار بروسبكتور" وتلتها أن الجدران الداخلية لفوهة شاكلتون تتشابه في خصائصها العاكسة مع بعض الفوهات المضاءة بأشعة الشمس. وعلى وجه الخصوص، يبدو أن المناطق المحيطة بها تحتوي على عدد كبير من الكتل في طبقة المقذوفات، مما يشير إلى أن خصائصها الرادارية ناتجة عن خشونة السطح، وليس عن ترسبات جليدية، كما أشارت إليه سابقًا تجربة رادارية أجريت خلال مهمة "كليمنتين" . ^{[ 21 ]} ومع ذلك، لا يحظى هذا التفسير بإجماع عالمي في الأوساط العلمية. ^{[ 22 ]} ولا تُظهر صور الرادار للفوهة عند طول موجي 13  سم أي دليل على وجود ترسبات جليدية مائية. ^{[ 23 ]}

أُجري التصوير البصري داخل الفوهة لأول مرة بواسطة المركبة الفضائية اليابانية المدارية القمرية كاجويا في عام 2007. ولم يُظهر أي دليل على وجود كمية كبيرة من جليد الماء، وذلك حتى مع دقة صورة تبلغ 10 أمتار لكل بكسل. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

في 15 نوفمبر/تشرين الثاني 2008، هبط مسبار يزن 34 كيلوغرامًا هبوطًا عنيفًا بالقرب من فوهة القمر. ^{[ 26 ]} أُطلق مسبار اصطدام القمر (MIP) من المركبة الفضائية الهندية تشاندرايان -1 ، ووصل إلى سطح القمر بعد 25 دقيقة. حمل المسبار مقياس ارتفاع راداريًا، ونظام تصوير فيديو، ومطياف كتلة، رصد وجود الماء أثناء الهبوط. ^{[ 27 ]}

تتمتع بعض المواقع على طول حافة شاكلتون بإضاءة شبه دائمة. في هذه المواقع، يتوفر ضوء الشمس دائمًا تقريبًا لتحويله إلى كهرباء باستخدام الألواح الشمسية ، مما يجعلها مواقع مناسبة للهبوط على سطح القمر في المستقبل . من المرجح أن تصل درجات الحرارة في هذه المناطق إلى-50 ± 10  درجة مئوية ، مقارنةً بخط استواء القمر حيث تتراوح درجات الحرارة من -150  درجة مئوية إلى 100  درجة مئوية. وتُعدّ التغيرات الطفيفة في درجات الحرارة على حافة القمر أقل ضرراً على العمليات السطحية طويلة الأمد. ^{[ 28 ]}

كما اقتُرح موقع شاكلتون كموقع مستقبلي لتلسكوب كبير يعمل بالأشعة تحت الحمراء . ^{[ 29 ]} انخفاض درجة حرارة قاع الفوهة يجعلها مثالية للرصد بالأشعة تحت الحمراء، ويمكن للخلايا الشمسية الموضوعة على طول حافتها أن توفر طاقة شبه مستمرة للمرصد. على بُعد حوالي 120 كيلومترًا من الفوهة، يقع جبل مالابيرت الذي يبلغ ارتفاعه 5 كيلومترات ، وهو قمة مرئية باستمرار من الأرض ، ويمكن استخدامه كمحطة تقوية إشارة لاسلكية عند تجهيزه بشكل مناسب. ^{[ 30 ]}

في عام 2006، رشّحت وكالة ناسا حافة فوهة شاكلتون كموقع محتمل لمحطة قمرية ، كان من المقرر تشغيلها بحلول عام 2020 وتزويدها بطاقم دائم بحلول عام 2024. من شأن هذا الموقع أن يعزز الاكتفاء الذاتي لسكان القمر، حيث يوفر ضوء الشمس الدائم على القطب الجنوبي الطاقة اللازمة للألواح الشمسية. علاوة على ذلك، يُعتقد أن المناطق القطبية المظللة تحتوي على المياه المتجمدة الضرورية للاستهلاك البشري، ويمكن أيضًا استخراجها لتصنيع الوقود. ^{[ 31 ]} تُعدّ الفوهة موقعًا رئيسيًا محتملاً للهبوط ضمن برنامج أرتميس ، ويمكن استكشافها من قبل طاقم بدءًا من عام 2028 ^{[ 32 ]} مع إمكانية إنشاء أول محطة قمرية بعد عام 2030. ^{[ 33 ]}

• استعمار القمر
• جليد القمر

• تصوير تضاريس فوهة شاكلتون من مركبة استطلاع القمر التابعة لناسا
• "الكشف عن أفضل موقع لقاعدة القمر" . بي بي سي نيوز . 16 مارس 1999. تم الاطلاع عليه في 13 مايو 2009 .
• مورينغ، ف. الابن (11 أبريل 2006). "ناسا ترسل مركبات اصطدام محمولة على متن مركبة استطلاع قمرية مدارية" . أسبوع الطيران . تم الاطلاع عليه في 13 مايو 2009 .
• فوينغ، برنارد هـ.؛ جوسيه، جان لوك (20 أكتوبر 2006). "فوهة شاكلتون: بحث SMART-1 عن الضوء والظل والجليد في القطب الجنوبي للقمر" . وكالة الفضاء الأوروبية/SMART-1 . تم الاطلاع عليه في 15 مارس 2012 .
• وود، تشاك (14 نوفمبر 2007). "نظرة على مستقبلنا" . صورة القمر اليومية . تم الاطلاع عليها في 3 نوفمبر 2015 .
• كوشني، ديتليف؛ غريغر، بيورن. "نظرة جانبية ذكية على قمة النور الأبدي" . البنية التحتية لأبحاث يوروبلانيت. مؤرشف من الأصل في 29 سبتمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 24 سبتمبر 2009 .
• صورة "القطب الجنوبي للقمر" من مسبار ديفاينر . جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس. أغسطس 2009. مؤرشفة من الأصل في 2 أغسطس 2010. تم الاطلاع عليها في 3 مارس 2010 .