ภารกิจอาร์เทมิสสามารถรวบรวมหินจากภายในดวงจันทร์ที่ขั้วโลกใต้

การวิจัยเมื่อเร็วๆ นี้บ่งชี้ว่าการชนครั้งใหญ่ที่สุดที่เคยบันทึกไว้บนดวงจันทร์ทำให้วัตถุจากเนื้อโลกของดวงจันทร์กระจัดกระจายไปทางขั้วโลกใต้เมื่อหลายพันล้านปีก่อน เหตุการณ์ดังกล่าวทำให้เกิดแอ่งขั้วโลกใต้-เอตเกน ซึ่งเป็นโครงสร้างขนาดมหึมาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 2,000 กิโลเมตร ซึ่งอยู่อีกฟากหนึ่งของดาวเทียม การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แนะนำว่าตัวอย่างที่รวบรวมโดยนักบินอวกาศอาร์เทมิสใกล้ขั้วโลกใต้อาจมีชิ้นส่วนที่ขุดขึ้นมาจากชั้นลึกภายในดวงจันทร์ ซึ่งนำเสนอข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับองค์ประกอบดั้งเดิมของดาวเทียม

ดาวเคราะห์น้อยพุ่งชนดวงจันทร์ด้วยมุมตื้นเมื่อ 4.3 พันล้านปีก่อน

ดาวเคราะห์น้อยอีกดวงหนึ่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 260 กิโลเมตรน่าจะชนกับดวงจันทร์ในวิถีโคจรเฉียงประมาณ 30 องศาด้วยความเร็ว 13 กิโลเมตรต่อวินาที ในระหว่างการปะทะ ส่วนบนของวัตถุหลุดออกจากกระบวนการที่เรียกว่าการตัดหัว ในขณะที่แกนกลางที่หนาแน่นของมันก็เคลื่อนไหวต่อไปและทำให้พื้นผิวเสียรูปโดยไม่ได้เจาะเข้าไปจนหมด วิถีการเคลื่อนที่เหนือ-ใต้นี้อธิบายรูปร่างที่ยาวและเรียวของแอ่งขั้วโลกใต้-เอตเกน ซึ่งเป็นลักษณะที่การกระแทกในแนวตั้งหรือการกระแทกในมุมอื่นไม่สามารถเกิดขึ้นได้

แรงปะทะดังกล่าวทำให้หินหลุดออกจากความลึกกว่า 90 กิโลเมตร ส่งผลให้วัสดุบางส่วนเคลื่อนตัวไปยังขอบด้านใต้ของแอ่ง โครงสร้างที่ได้มีความลึกแตกต่างกันไประหว่าง 6 ถึง 8 กิโลเมตร ณ จุดต่างๆ รวมกันเป็นจุดสังเกตที่เก่าแก่ที่สุดในระบบสุริยะที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้

การจำลองได้ทดสอบสถานการณ์การชนกันหลายครั้ง

• ดาวเคราะห์น้อยที่มีความแตกต่างซึ่งมีแกนเหล็กและเนื้อโลกที่เป็นหินทำให้เกิดโครงสร้างเปลือกโลกที่สังเกตได้
• การชนด้วยความเร็วสูงในมุมฉากทำให้เกิดหลุมอุกกาบาตทรงกลมและลึกเป็นพิเศษ
• มีเพียงวิถีเฉียงเท่านั้นที่อธิบายความไม่สมดุลและรูปร่างที่เรียวของแอ่ง
• กระบวนการที่สมบูรณ์ของการยุบตัวและการไหลของเปลือกโลกใช้เวลาประมาณสามชั่วโมงในแบบจำลอง

ทีมวิจัยทำแบบจำลองสามมิติโดยมีขนาด ความเร็ว และมุมของตัวส่งผลกระทบที่แตกต่างกัน แกนโลหะของดาวเคราะห์น้อยมีส่วนทำให้เกิดการเสียรูปที่ไม่สมมาตรโดยไม่ทำลายเปลือกโลกในบริเวณนั้นจนหมด ผลลัพธ์ที่ได้จะรวมข้อมูลภูมิประเทศ แรงโน้มถ่วง และองค์ประกอบที่ได้รับจากวงโคจรของดวงจันทร์ ซึ่งช่วยเสริมความแม่นยำของการจำลอง

ตัวอย่างของเนื้อโลกดวงจันทร์นำมาซึ่งศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ที่ไม่เคยมีมาก่อน

นักบินอวกาศบนเรืออาร์เทมิสที่ 3 และภารกิจต่อมาวางแผนที่จะลงจอดในบริเวณใกล้กับขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์ การจำลองบ่งชี้ว่าตำแหน่งเหล่านี้อยู่ภายในเขตดีดตัวของแอ่งขั้วโลกใต้-เอตเคน ทำให้สามารถรวบรวมวัสดุจากเนื้อโลกของดวงจันทร์ได้ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าตัวอย่างเหล่านี้จะมีองค์ประกอบเฉพาะของการตกแต่งภายในของดวงจันทร์ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนประเภทที่ไม่ค่อยเข้าถึงโลกจนถึงทุกวันนี้

วัสดุนี้จะช่วยให้เข้าใจความแตกต่างภายในของดวงจันทร์และวิวัฒนาการทางความร้อนหลังจากการก่อตัว ตัวอย่างของเนื้อโลกบนดวงจันทร์จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบดั้งเดิมของดาวเทียม และช่วยปรับเทียบลำดับเหตุการณ์ของการชนในระบบสุริยะยุคแรกๆ การระบุอายุที่แน่นอนของแอ่งช่วยขัดเกลาแบบจำลองเกี่ยวกับการทิ้งระเบิดอย่างหนักในช่วงท้ายๆ ซึ่งเป็นช่วงเวลาวิกฤติในประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะยุคแรกๆ

การสำรวจดวงจันทร์ได้รับความเกี่ยวข้องทางวิทยาศาสตร์เพิ่มเติม

ขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์เป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับภารกิจของอาร์เทมิสอยู่แล้ว เนื่องจากมีน้ำแข็งอยู่ในหลุมอุกกาบาตที่ถูกบังอย่างถาวร ซึ่งเป็นทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับฐานมนุษย์ในอนาคต ด้วยการค้นพบนี้ ภูมิภาคนี้มีศักยภาพพิเศษในการศึกษาการตกแต่งภายในของดวงจันทร์ ซึ่งเพิ่มคุณค่าทางวิทยาศาสตร์ของการสำรวจอย่างมีนัยสำคัญ นักบินอวกาศจะสามารถรวบรวมหินและหินใหม่บนทางเดินนอกยานพาหนะ โดยการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการบนโลกจะระบุลักษณะทางเคมีและไอโซโทปของเนื้อโลก

ยานอวกาศในอนาคตสามารถทำแผนที่โดยละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับการกระจายตัวของอีเจ็คต้าข้ามแอ่งขั้วโลกใต้-เอตเคน การรวมกันของข้อมูลที่รวบรวมในแหล่งกำเนิดและการสังเกตการณ์ระยะไกลจะเสริมสร้างข้อสรุปทางวิทยาศาสตร์และรวบรวมความเข้าใจเกี่ยวกับจุดเริ่มต้นของดวงจันทร์และระบบสุริยะ