Ay’ın kutup bölgeleri güneş ışığı almayan kraterler ve çöküntülerle doludur. Almanya’daki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsündeki (MPS) bir grup araştırmacı 17 kraterin en yüksek çözünürlüklü görüntülerine bakarak bir çalışma gerçekleştirdi. Araştırmacılar hafif eğimli duvarlarla çevrili, nispeten küçük ve ulaşılabilir küçük kraterlere odaklandı. Bu tür kraterler donmuş su içerebileceği için gelecekteki Ay misyonlarının hedefi olabilirler.
Bu kraterlerin üçü NASA’nın 2023’te Ay’a inmesi planlanan Kutup Keşif Aracının (VIPER) görev alanı içindedir. Şimdiye kadar ki çalışmalar daha düşük çözünürlüklü ve uzun pozlama ile elde edilen görsellere dayanıyordu. Tepelerden yansıyan güneş ışıklarından ve yeni görüntü işleme tekniğinden yararlanan araştırmacılar, yeni kameraların yüksek kapasitesini de kullanarak piksel başına 1-2 metrelik görüntüler elde ettiler.
Ay soğuk ve kuru bir çöldür. Dünya’dan farklı olarak Ay’da koruyucu bir atmosfer yoktur. Ay’ın oluşumu sırasında var olan su, güneş ışıklarının etkisiyle uzun süre önce buharlaşarak uzaya kaçmıştır. Bununla birlikte kutup bölgelerindeki krater ve çöküntüler, sınırlı su kaynakları için umut vermektedir. MPS, Oxford Üniversitesi ve NASA Ames Araştırma Merkezinden bilim insanları bu bölgelerden bazılarına daha yakından bakmayı başardılar.
Makalenin ilk yazarı MPS’den Dr. Valentin Bickel: “Güneş ışığı Ay’ın kuzey ve güney kutuplarının yakınındaki krater ve çöküntülere çok dar açıyla girmektedir ve hiçbir zaman tabanlara ulaşamamaktadır. “Ebedi gecenin” sürdüğü bu yerlerde sıcaklık o kadar soğuktur ki bazılarındaki donmuş suyun milyonlarca yıl kalması beklenebilir. Bu su kuyrukluyıldızlar veya asteroitlerin çarpışması sonucunda ya da volkanik patlamalar ile yüzeye çıkmış olabilir. Son yıllarda uzay sondaları tarafından elde edilen nötron akısı ve kırmızı-öte ışınım ölçümleri bu bölgelerde suyun olduğunu gösteriyor. NASA 2013 yılında LCROSS (Ay Krateri Gözlem ve Algılama Uydusu) yardımıyla doğrudan suyun kanıtına ulaşmıştı. Güney kutbundaki güneş ışığının tabanına ulaşmadığı Cabeus adlı kratere bir parça fırlatılmış ve uzaya saçılan tozun içinde önemli miktarda su olduğu belirlenmişti.
Görüntü İşlemedeki Zorluklar
Ancak, gölgede kalmış derin bölgelerin görüntüsünü elde etmek son derece zordur; sonuçta eldeki tek ışık kaynağı Dünya’dan ve çevresindeki topografyadan yansıyıp saçılan ışık ve zayıf yıldız ışığıdır. Çalışma ekibinden Oxford Üniversinden Ben Moseley: “Uzay aracı hareketli olduğundan uzun pozlama ile elde edilen görüntüler bulanıklaşır” diyor. Bu açıdan kısa pozlamalar daha iyidir. Buna karşılık mevcut ışığın yeterli olmaması görüntülerde gürültü oluşumuna neden olur ki bu da mevcut jeolojik yapıların ayırt edilmesini zorlaştırır.
Bu sorunu çözmek isteyen araştırmacılar, gürültüyü temizlemek için HORUS (Hiper-etkili nOise Removal U-net Yazılımı) adlı bir makine öğrenme algoritması geliştirdiler. Görüntüdeki hangi yapıların yapay, hangilerinin gerçek olduğunu ayırt etmek için Ay’ın karanlık tarafından çekilen 70,000’den fazla LRO kalibrasyon görüntüsünün yanı sıra kamera sıcaklığı ve uzay aracının yörüngesi bilgileri kullanılıyor. Bu şekilde araştırmacılar daha önce mevcut olan tüm görüntülerin çözünürlüğünden beş ile on kat daha yüksek kalitede ve piksel başına 1-2 metrelik çözünürlüğe ulaştılar.
Kayalar, Kraterler ve Parlak Noktalar
Araştırmacılar bu yöntemi kullanarak Ay’ın güney kutup bölgesindeki 0,18 ile 54 kilometrekare alan kaplayan 17 gölgeli bölgenin görüntülerini yeniden değerlendirdiler. Ortaya çıkan görüntülerde birkaç metre çapındaki jeolojik yapılar bile çok daha net şekilde görülebildi. Bu yapılar, Ay yüzeyinde her yerde bulunabilen kayalar veya çok küçük kraterlerdir. Ay’ın atmosferi olmadığından çok küçük göktaşları bu tür mini kraterler oluşturur.
Moseley: “Yeni HORUS görüntülerinin yardımıyla Ay’daki gölgeli bölgelerin jeolojisini çok daha iyi anlamak artık mümkün” diyor. Örneğin, küçük kraterlerin sayısı ve şekli, yüzeyin yaşı ve bileşimi hakkında daha kolay bilgi edinilebilir. Ayrıca, geziciler ve astronotlar için potansiyel engel ve tehlikeleri tanımlamayı kolaylaştırır. Araştırmacılar, Leibnitz Platosunda bulunan kraterlerden birinde parlak mini bir krater keşfetti. Bickel: “Parlak rengi bu kraterin genç olduğu anlamına gelebilir” diyor. Araştırmacılar böyle yeni oluşmuş izlerin daha derin katmanlar için önemli bir bakış açısı sağladığını ve gelecekteki görevler için ilginç bir hedef olabileceğini belirtiyor.
Makale adresi: https://www.nature.com/articles/s41467-021-25882-z
