แช็คเคิลตัน

ภาพถ่าย ขั้วใต้ของดวงจันทร์โดย เครื่องมือ Diviner บน ยานสำรวจดวงจันทร์ Lunar Reconnaissance Orbiterของ NASA แช็คเคิลตันอยู่ตรงกลางด้านล่าง
พิกัด	89°40′ใต้129°47′ตะวันออก / 89.67°S 129.78°E / -89.67; 129.78 [1]
เส้นผ่านศูนย์กลาง	21.0 กม. [ 2 ]
ความลึก	4.2 กม. [ 2 ]
ลองจิจูดร่วม	0° ตอนพระอาทิตย์ขึ้น
ชื่อที่ตั้งตามชื่อบุคคล	เออร์เนสต์ แช็คเคิลตัน

หลุมอุกกาบาตแช็คเคิลตันตั้งอยู่บริเวณขั้วใต้ของดวงจันทร์ ยอดเขาตามขอบหลุมได้รับแสงแดดเกือบตลอดเวลาในขณะที่ส่วนภายในอยู่ในเงามืดตลอดเวลาอุณหภูมิต่ำภายในหลุมอุกกาบาตนี้ทำหน้าที่เป็นกับดักความเย็นซึ่งอาจดักจับและแช่แข็งสารระเหยเช่น น้ำที่ไหลออกมาจาก การพุ่งชน ของดาวหางบนดวงจันทร์ การวัดโดยยาน อวกาศ ลูนาร์โพรสเปคเตอร์ แสดงให้เห็นปริมาณ ไฮโดรเจนที่สูงกว่าปกติภายในหลุมอุกกาบาต ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงการมีอยู่ของน้ำแข็ง หลุมอุกกาบาตนี้ตั้งชื่อตามเออร์เนสต์ แช็คเคิลตันนัก สำรวจทวีปแอนตาร์กติกา

ขั้วใต้ของดวงจันทร์ผ่านขอบหลุม อุกกาบาตแช็คเคิลตัน หลุมอุกกาบาตมีรูปทรงกรวย มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 21 กิโลเมตร (13 ไมล์) และลึก 4.2 กิโลเมตร (2.6 ไมล์) ภายในมีหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กหลายแห่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยเมตร และพื้นเป็นเนินเขา^{[ 2 ]}ขอบหลุมอุกกาบาตสูงขึ้นเล็กน้อยจากพื้นผิวโดยรอบ และมีกำแพงด้านนอกที่ได้รับผลกระทบจากการชนเพียงเล็กน้อย ไม่มีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ตัดกับขอบหลุมอุกกาบาต และขอบหลุมมีความลาดเอียงประมาณ 1.5° ไปทางทิศ 50–90° จากโลก^{[ 2 ] [ 3 ]}จากโลก จะมองเห็นขอบหลุมอุกกาบาตในบริเวณที่เป็นภูมิประเทศขรุขระและมีหลุมอุกกาบาต^{[ 4 ] : 4} ตั้งอยู่ใกล้ขอบของแอ่งขั้วโลกใต้-ไอท์เคน โบราณ บนขอบภูเขา^{[ 5 ] : 1}

เนื่องจากวงโคจรของดวงจันทร์เอียงเพียง 1.5° จากระนาบสุริยวิถี [ ^{6 ] ภายใน}หลุมอุกกาบาตนี้จึงอยู่ในความมืดมิดตลอดกาล การประมาณพื้นที่ที่อยู่ในเงามืดถาวรได้มาจากการศึกษาเรดาร์บนโลก^{[ 7 ]}ยอดเขาตามขอบหลุมอุกกาบาตได้รับแสงอาทิตย์ส่องสว่างเกือบตลอดเวลา โดยใช้เวลาประมาณ 80–90% ของวงโคจรดวงจันทร์แต่ละรอบที่ได้รับแสงอาทิตย์[ ^{8 ] ภูเขา}ที่ได้รับแสงส่องสว่างอย่างต่อเนื่องถูกเรียกว่ายอดเขาแห่งแสงนิรันดร์และมีการคาดการณ์ว่ามีอยู่จริงตั้งแต่ต้นศตวรรษที่สิบเก้า^{[ 9 ]}

ส่วนที่เป็นเงาของปล่องภูเขาไฟถูกถ่ายภาพด้วยกล้องภูมิประเทศของ ยานอวกาศ SELENE ของญี่ปุ่น โดยใช้แสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากขอบปล่องภูเขาไฟ ภายในปล่องภูเขาไฟมีลักษณะเป็นเนินลาดสมมาตร 30° ที่ทอดลงไปยังพื้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.6 กม. (4.1 ไมล์) ปล่องภูเขาไฟจำนวนหนึ่งตามแนวภายในมีขนาดไม่เกินสองสามร้อยเมตร ด้านล่างปกคลุมด้วยเนินดินที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งมีความหนา 300 ถึง 400 เมตร (980–1,310 ฟุต) ยอดกลางมีความสูงประมาณ 200 เมตร (660 ฟุต) ^{[ 2 ] [ 10 ]}

หลุมอุกกาบาตนี้ตั้งชื่อตามเออร์เนสต์ แช็คเคิลตัน นักสำรวจ ชาวอังกฤษ-ไอริชแห่งทวีปแอนตาร์กติกาตั้งแต่ปี 1901 จนกระทั่งเสียชีวิตในปี 1922 ชื่อนี้ได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการโดยสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลในปี 1994 ^{[ 11 ]}หลุมอุกกาบาตที่น่าสนใจในบริเวณใกล้เคียง ได้แก่ชูเมกเกอร์ฮาวอร์ ธ เดอ เกอร์ลาชสเวอร์ดรุปสเลเตอร์และฟอสตินีไกลออกไปอีกหน่อยทางซีกโลกตะวันออกของด้านใกล้ของดวงจันทร์ มีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่กว่าคืออามุนด์เซนและสก็อตต์ซึ่งตั้งชื่อตามนักสำรวจยุคแรกอีกสองคนของทวีปแอนตาร์กติกา^{[ 12 ]}

แช็คเคิลตันเป็นหลุมอุกกาบาตแบบเรียบง่าย ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี ^{[ 13 ] : 1249} ในภูมิภาคของภูมิประเทศก่อนยุคเนคทาเรียน ที่เก่าแก่และขรุขระ ซึ่งเกี่ยวข้องกับขอบแอ่งขั้วโลกใต้-ไอท์เคน^{[ 5 ] : 1} แอ่งขั้วโลกใต้-ไอท์เคนคาดว่าก่อตัวขึ้นเมื่อ 3.9 ถึง 4.3 พันล้านปีก่อน โดยขุดเอาส่วนใหญ่ของเปลือกดวงจันทร์โบราณและอาจรวมถึงเนื้อโลกส่วนบนบางส่วน^{[ 5 ] : 1} คาดว่าแช็คเคิลตันจะอยู่ในภูมิภาคที่ประกอบด้วยเปลือกโลกนอริติก โบราณ ^{[ 13 ] : 1251} เหตุการณ์การชนที่ก่อตัวขึ้นได้เปิดเผยวัสดุโบราณ รวมถึงแหล่งสะสมที่คาดว่าจะเป็นแอนอร์ โทไซต์บริสุทธิ์ที่สุด(>98% แพลจิโอเคลส ) ^{[ 13 ] : 1250}

เนื่องจากโครงสร้างที่ยังคงสภาพเดิม ทำให้เดิมทีเชื่อกันว่าหลุมอุกกาบาตแช็คเคิลตันก่อตัวขึ้นเมื่อประมาณ 1.1 ถึง 3.3 พันล้านปีก่อน ในยุคเอราโทสเธเนียน ของดวงจันทร์ ^{[ 5 ] : 2–3} การวิเคราะห์ในภายหลังโดยใช้ข้อมูลจากเครื่องวัดความสูงด้วยเลเซอร์ของยานโคจรดวงจันทร์ ระบุ ว่าการก่อตัวของแช็คเคิลตันเกิดขึ้นเมื่อ 3.69 พันล้านปีก่อน ในยุคอิมเบรียน ของดวงจันทร์ ^{[ 14 ] : 1} ซึ่งมีอายุน้อยกว่าหลุมอุกกาบาตใกล้เคียงบางแห่งหลายร้อยล้านปี^{[ 13 ] : 1249} การจำลองแสดงให้เห็นว่าน่าจะเกิดจาก การพุ่งชนของ อุกกาบาตชนิดคอนไดรต์ขนาดประมาณ 1.5 กิโลเมตร (0.93 ไมล์) พุ่งชนพื้นผิวด้วยความเร็วในแนวดิ่ง 15 กิโลเมตร/วินาที (9.3 ไมล์/วินาที) ^{[ 14 ] : 7} หลังจากการพุ่งชน มีหินหลอมเหลวจากการพุ่งชนอย่างน้อย 20 ลูกบาศก์กิโลเมตร (4.8 ลูกบาศก์ไมล์⁾สะสมอยู่ที่พื้นหลุมอุกกาบาต พื้นที่ไม่เรียบอาจเกิดจากก้อนหินขนาดใหญ่ ยอดเขากลาง หรือวงแหวน หรือจากดินถล่ม^{[ 15 ] : 10–11}

แช็คเคิลตันอยู่ใกล้ขั้วใต้ของดวงจันทร์มาอย่างน้อยสองพันล้านปีแล้ว^{[ 4 ] : 4}

เงาต่อเนื่องในหลุมอุกกาบาตขั้วโลกใต้ทำให้พื้นของหลุมเหล่านี้มีอุณหภูมิคงที่ซึ่งไม่เกินประมาณ 100 K (−173 °C; −280 °F) สำหรับ Shackleton อุณหภูมิเฉลี่ยถูกกำหนดไว้ที่ประมาณ 90 K (−183 °C; −298 °F) โดยลดลงเหลือ 88 K ที่พื้นหลุมอุกกาบาต ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ อัตราการสูญเสียโดยประมาณของน้ำแข็งใดๆ ภายในจะอยู่ที่ 10 ⁻²⁶ถึง 10 ⁻²⁷  m/s ไอน้ำใดๆ ที่มาถึงที่นี่หลังจาก การชนของดาวหางบนดวง จันทร์จะแข็งตัวถาวรบนหรือใต้พื้นผิว อย่างไรก็ตามค่าอัลเบโดของพื้นผิวหลุมอุกกาบาตตรงกับด้านไกลของดวงจันทร์ ซึ่งบ่งชี้ว่าไม่มีน้ำแข็งบนพื้นผิวที่เปิดเผย^{[ 2 ] [ 16 ]}

แช็คเคิลตันเป็นเป้าหมายของการศึกษามากมายเนื่องจากอยู่ใกล้กับขั้วใต้^{[ 5 ] : 2} จากมุมมองของโลกหลุมอุกกาบาตนี้ตั้งอยู่ตามขอบด้านใต้ของดวงจันทร์ ทำให้การสังเกตทำได้ยาก การทำแผนที่อย่างละเอียดของบริเวณขั้วโลกและด้านไกลของดวงจันทร์ไม่ได้เกิดขึ้นจนกระทั่งมียานอวกาศโคจร แช็คเคิลตันตั้งอยู่ภายในขอบของแอ่งเซาท์โพล-ไอท์เคน อันกว้างใหญ่ ซึ่งเป็นหนึ่งในแอ่งที่เกิดจากการชนที่ใหญ่ที่สุดที่รู้จักในระบบสุริยะ แอ่งนี้มีความลึกกว่า 12 กิโลเมตร และการสำรวจคุณสมบัติของมันอาจให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับภายในของดวงจันทร์^{[ 17 ]}

สเปกโตรมิเตอร์นิวตรอนบนยาน อวกาศ Lunar Prospectorตรวจพบความเข้มข้นของไฮโดรเจน ที่เพิ่มขึ้น ใกล้กับขั้วเหนือและขั้วใต้ของดวงจันทร์ รวมถึงหลุมอุกกาบาต Shackleton ^{[ 18 ]}เมื่อสิ้นสุดภารกิจนี้ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2542 ยานอวกาศได้พุ่งชนหลุมอุกกาบาตShoemaker ที่อยู่ใกล้เคียง โดยหวังว่าจะตรวจจับกลุ่มควันที่มีไอน้ำซึ่งเกิดจากการชนจากกล้องโทรทรรศน์บนโลก เหตุการณ์การชนไม่ได้ก่อให้เกิดไอน้ำที่ตรวจจับได้ และนี่อาจเป็นข้อบ่งชี้ว่าไฮโดรเจนไม่ได้อยู่ในรูปของแร่ธาตุไฮเดรต หรือว่าบริเวณที่ชนไม่ได้มีน้ำแข็งอยู่^{[ 19 ]}

จากภาพเรดาร์บนโลกและภาพขอบหลุมอุกกาบาตจากยานอวกาศ ดูเหมือนว่าหลุมอุกกาบาตแช็คเคิลตันจะค่อนข้างสมบูรณ์ คล้ายกับหลุมอุกกาบาตอายุน้อยที่ยังไม่ถูกกัดเซาะอย่างมีนัยสำคัญจากการชนครั้งต่อๆ มา ซึ่งอาจหมายความว่าด้านในค่อนข้างชัน ซึ่งอาจทำให้การเดินทางข้ามด้านข้างค่อนข้างยากสำหรับยานหุ่นยนต์^{[ 20 ]}

การศึกษา เรดาร์ก่อนและหลังภารกิจ Lunar Prospector แสดงให้เห็นว่าผนังด้านในของ Shackleton มีลักษณะการสะท้อนแสง คล้าย กับหลุมอุกกาบาตที่ได้รับแสงอาทิตย์บางแห่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บริเวณโดยรอบดูเหมือนจะมีบล็อกจำนวนมากในชั้นเศษวัสดุที่พุ่งออกมา ซึ่งบ่งชี้ว่าคุณสมบัติเรดาร์เป็นผลมาจากความขรุขระของพื้นผิว ไม่ใช่การสะสมของน้ำแข็ง ดังที่เคยเสนอไว้ก่อนหน้านี้จากการทดลองเรดาร์ที่เกี่ยวข้องกับภารกิจ Clementine ^{[ 21 ]}อย่างไรก็ตาม การตีความนี้ยังไม่เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปในชุมชนวิทยาศาสตร์^{[ 22 ]} ภาพเรดาร์ของหลุมอุกกาบาตที่ความยาวคลื่น 13 ซม. ไม่แสดงหลักฐาน การสะสมของน้ำแข็ง^{[ 23 ]}

การถ่ายภาพด้วยแสงภายในปล่องภูเขาไฟเกิดขึ้นเป็นครั้งแรกโดยยานอวกาศโคจรดวงจันทร์Kaguya ของญี่ปุ่น ในปี 2550 ไม่พบหลักฐานของน้ำแข็งปริมาณมาก แม้แต่ภาพที่ความละเอียด 10 เมตรต่อพิกเซล^{[ 24 ] [ 25 ]}

เมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551 ยานสำรวจหนัก 34 กิโลกรัมได้ลงจอดอย่างรุนแรงใกล้กับปล่องภูเขาไฟ^{[ 26 ]}ยานสำรวจ Moon Impact Probe (MIP) ถูกปล่อยจาก ยานอวกาศ Chandrayaan-1 ของอินเดีย และลงจอดบนพื้นผิวในอีก 25 นาทีต่อมา ยานสำรวจนี้บรรทุกเครื่องวัดความสูงด้วยเรดาร์ ระบบถ่ายภาพวิดีโอ และเครื่องวัดมวลสาร ซึ่งตรวจพบการมีอยู่ของน้ำในระหว่างการลงจอด^{[ 27 ]}

บางพื้นที่ตามแนวขอบดวงจันทร์ของแช็คเคิลตันได้รับแสงสว่างเกือบตลอดเวลา ณ สถานที่เหล่านี้ แสงแดดสามารถนำมาแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้แผงโซลาร์เซลล์ ได้เกือบตลอดเวลา ซึ่งอาจทำให้เป็นสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการลงจอดบนดวงจันทร์ ในอนาคต พื้นที่เหล่านี้อาจมีอุณหภูมิประมาณ...−50 ± 10 °Cเมื่อเทียบกับเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์ซึ่งมีอุณหภูมิตั้งแต่ −150 °C ถึง 100 °C การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่ขอบดวงจันทร์ที่น้อยกว่านั้นเป็นอันตรายน้อยกว่าต่อการปฏิบัติงานบนพื้นผิวในระยะยาว^{[ 28 ]}

นอกจากนี้ ยังมีการเสนอให้แช็คเคิลตันเป็นสถานที่ในอนาคตสำหรับกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดขนาดใหญ่[ 29 ^{]อุณหภูมิต่ำ}ของพื้นปล่องภูเขาไฟทำให้เหมาะสำหรับการสังเกตการณ์ด้วยอินฟราเรด และเซลล์แสงอาทิตย์ ที่วางตามขอบปล่องภูเขาไฟสามารถให้พลังงานอย่างต่อเนื่องแก่หอดูดาวได้ ห่างจากปล่องภูเขาไฟประมาณ 120 กิโลเมตร คือ ภูเขามาลาเพิร์ตสูง 5 กิโลเมตรซึ่งเป็นยอดเขาที่มองเห็นได้จากโลก ตลอดเวลา และสามารถใช้เป็น สถานีถ่ายทอดสัญญาณ วิทยุได้เมื่อติดตั้งอุปกรณ์ที่เหมาะสม^{[ 30 ]}

ในปี 2549 NASAได้ตั้งชื่อขอบของหลุมอุกกาบาต Shackleton ว่าเป็นสถานที่ที่มีศักยภาพสำหรับสถานีบนดวงจันทร์โดยเดิมทีวางแผนไว้ว่าจะเริ่มดำเนินการได้ภายในปี 2563 และมีลูกเรือประจำการอย่างต่อเนื่องภายในปี 2567 สถานที่แห่งนี้จะส่งเสริมความยั่งยืนสำหรับผู้อยู่อาศัยบนดวงจันทร์ เนื่องจากแสงแดดที่ส่องลงมาตลอดเวลาที่ขั้วใต้จะให้พลังงานสำหรับแผงโซลาร์เซลล์ นอกจากนี้ ยังเชื่อกันว่าบริเวณขั้วโลกที่อยู่ในเงามืดนั้นมีน้ำแข็งซึ่งจำเป็นสำหรับการบริโภคของมนุษย์ และยังสามารถเก็บเกี่ยวเพื่อใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงได้อีกด้วย^{[ 31 ]}หลุมอุกกาบาตแห่งนี้เป็นสถานที่ลงจอดที่สำคัญสำหรับโครงการ Artemisและอาจได้รับการสำรวจโดยลูกเรือเริ่มตั้งแต่ปี 2569 ^{[ 32 ]}โดยอาจมีสถานีบนดวงจันทร์แห่งแรกในปี 2561 ^{[ 33 ]}

• การตั้งถิ่นฐานบนดวงจันทร์
• น้ำแข็งบนดวงจันทร์

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับหลุมอุกกาบาตแช็คเคิลตัน

• ภาพจำลองภูมิประเทศของหลุมอุกกาบาตแช็คเคิลตันจากยานสำรวจอวกาศ LRO ของนาซา
• "เผยสถานที่ที่ดีที่สุดสำหรับฐานบนดวงจันทร์"บีบีซี นิวส์ 16 มีนาคม 1999 สืบค้นเมื่อ 13 พฤษภาคม 2009
• Morring, F. Jr. (11 เมษายน 2549). "นาซาส่งยานพุ่งชนแบบพ่วงไปกับยานสำรวจดวงจันทร์" . Aviation Week . สืบค้นเมื่อ13 พฤษภาคม 2552 .
• Foing, Bernard H.; Josset, Jean-Luc (20 ตุลาคม 2549). "หลุมอุกกาบาตแช็คเคิลตัน: การค้นหาแสง เงา และน้ำแข็งที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์โดย SMART-1" . ESA/SMART-1 . สืบค้นเมื่อ15 มีนาคม 2555 .
• วู้ด, ชัค (14 พฤศจิกายน 2007). "มุมมองอนาคตของเรา" . ภาพถ่ายดวงจันทร์ประจำวัน. สืบค้นเมื่อ3 พฤศจิกายน 2015 .
• Koschny, Detlef; Grieger, Björn. "การพิจารณาแง่มุมต่างๆ ของ Peak of Eternal Light ด้วยมุมมองแบบ SMART" . Europlanet Research Infrastructure. เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 29 กันยายน 2011 . สืบค้นเมื่อ24 กันยายน 2009 .
• "ภาพขั้วโลกใต้ของดวงจันทร์จากเครื่องทำนาย" มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอน เจลิส สิงหาคม 2552 เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 2 สิงหาคม 2553 เรียกดูเมื่อวันที่ 3 มีนาคม 2553