Woda na Księżycu powinna być bardziej dostępna niż myśleliśmy

ŻE

Jeśli jeszcze nie wiesz: Tak, na Księżycu jest woda. NASA sugeruje, że jest ich aż 600 milionów ton metrycznych lodu wodnego, który pewnego dnia może pomóc przetrwać kolonistom księżycowym. Można go nawet przekształcić w niedrogą formę paliwa rakietowego (wystarczy rozdzielić wodę na tlen i wodór, a następnie – masz napęd do lotów kosmicznych).

Niestety, nigdy nie wiadomo, ile wody znajduje się na Księżycu, gdzie dokładnie te rezerwy są przechowywane ani jak się do niej dostać i zebrać. Ani naukowcy nigdy tak naprawdę nie zrozumieli, jak powstała tam woda.

Nadal nie mamy odpowiedzi na te pytania, ale dwa nowe badania opublikowane dzisiaj w Nature Astronomy sugerują, że woda na Księżycu nie jest tak ukryta, jak kiedyś myśleli naukowcy.

Na drugą stronę lustra

Pierwsze badanie informuje o wykryciu cząsteczek wody na powierzchniach Księżyca wystawionych na działanie promieni słonecznych w pobliżu 231-kilometrowego krateru Clavius, dzięki obserwacjom dokonanym przez Obserwatorium stratosferyczne dla astronomii w podczerwieni (SOFIA) prowadzony przez NASA i Niemieckie Centrum Lotnicze. Od dawna uważano, że woda będzie miała największe szanse na pozostanie stabilną w obszarach księżyca, takich jak duże kratery, które są stale zacienione. Naukowcy sądzili, że takie regiony i woda w nich zawarta będą chronione przed zaburzeniami temperatury wywołanymi przez promienie słoneczne.

Jak się okazuje, w biały dzień jest woda. Po raz pierwszy możemy z całą pewnością stwierdzić, że cząsteczka wody znajduje się na powierzchni Księżyca, mówi Casey Honniball , naukowiec z NASA Goddard Space Flight Center i główny autor badania SOFIA.

Obserwacje SOFIA wskazują na molekuły wody wkomponowane w strukturę kulek szklanych, co pozwala molekułom wytrzymać ekspozycję na światło słoneczne. Ilość wody zawartej w tych szklanych kulkach jest porównywalna do 12 uncji rozproszonych na metrze sześciennym gleby rozsianej po powierzchni księżyca. Spodziewamy się, że w miarę zbliżania się do biegunów obfitość wody wzrośnie, mówi Honniball. Ale to, co zaobserwowaliśmy w przypadku SOFIA, jest odwrotne – koraliki zostały znalezione w regionie równoleżnikowym bliżej równika, choć prawdopodobnie nie jest to zjawisko globalne.

SOFIA to powietrzne obserwatorium zbudowane ze zmodyfikowanego 747, który przelatuje wysoko przez atmosferę, dzięki czemu jego trzymetrowy teleskop może obserwować obiekty w kosmosie z minimalnymi zakłóceniami powodowanymi przez ciężką wodną atmosferę Ziemi. Jest to szczególnie przydatne do obserwacji w podczerwieni iw tym przypadku pomogło naukowcom odróżnić wodę cząsteczkową od związków hydroksylowych na Księżycu.

Szklane cechy wody na Księżycu zostały wcześniej odkryte podczas badań nad mineralogią księżyca przeprowadzonych w 1969 roku (dzięki obserwacjom przeprowadzonym przez obserwatorium balonowe). Ale te obserwacje nie zostały zgłoszone i opublikowane. Może nie zdawali sobie sprawy z wielkiego odkrycia, którego faktycznie dokonali, mówi Honniball.

Ilość wody zawartej w szklanych kulkach jest nieco niska, aby była użyteczna dla ludzi, ale możliwe, że jej stężenie jest znacznie większe w innych obszarach (badanie SOFIA dotyczyło tylko jednego obszaru księżyca).

Co ważniejsze, odkrycia drażnią możliwość księżycowego obiegu wody, który może uzupełniać rezerwy wody na Księżycu, coś, co wydaje się ledwo zrozumiałe dla świata od dawna uważanego za suchy i martwy. To nowy obszar, którego tak naprawdę wcześniej nie przyglądaliśmy się szczegółowo, mówi Clive Neal , geolog planetarny z Uniwersytetu Notre Dame, który nie był zaangażowany w żadne badania.

Najmniejsze cienie

Drugie badanie , jednak może być bardziej istotne dla bezpośrednich planów NASA dotyczących eksploracji Księżyca. Nowe odkrycia sugerują, że rezerwy lodu wodnego na Księżycu są utrzymywane w tak zwanych mikrozimnych pułapkach, które mają zaledwie centymetr lub mniej średnicy. Nowe modele 3D wygenerowane przy użyciu termowizyjnych i optycznych obrazów wykonanych przez Lunar Reconnaissance Orbiter NASA pokazują, że temperatury w tych mikropułapkach są wystarczająco niskie, aby utrzymać lód wodny w nienaruszonym stanie. Mogą być odpowiedzialne za przechowywanie od 10 do 20% wody zmagazynowanej we wszystkich stałych cieniach księżyca na łącznej powierzchni około 40 000 kilometrów kwadratowych, głównie w regionach bliższych biegunom.

Zamiast tylko garstki dużych zimnych pułapek w „kraterach z nazwami”, istnieje cała galaktyka maleńkich zimnych pułapek rozsianych po całym regionie polarnym, mówi Paul Hayne , planetolog z University of Colorado w Boulder, główny autor badania. Mikropułapki na zimno są znacznie bardziej dostępne niż większe, stale zacienione obszary. Zamiast projektować misje, aby zapuszczać się głęboko w cień, astronauci i łaziki mogą pozostawać w świetle słonecznym, wydobywając wodę z mikro-zimnych pułapek. Na powierzchni Księżyca mogą znajdować się setki milionów, a nawet miliardy takich miejsc.

Więcej danych to więcej tajemnic

Studia nie są doskonałe. Nie ma jeszcze jasnego wyjaśnienia, w jaki sposób powstały te szkła wodonośne. Honniball twierdzi, że prawdopodobnie pochodzą z meteorytów, które albo wytwarzały wodę po uderzeniu, albo dostarczały ją w takiej postaci, w jakiej jest. Lub mogą być wynikiem starożytnej aktywności wulkanicznej. Neal podkreśla, że ​​badanie SOFIA nie jest w stanie dostarczyć pełnego obrazu tego, dlaczego rozmieszczenie szkła pojawia się jako funkcja szerokości geograficznej ani jak może się zmienić w ciągu pełnego cyklu księżycowego. Potrzebne są bezpośrednie obserwacje, aby potwierdzić to, co sugerują oba badania, i odpowiedzieć na zadawane pytania.

Być może nie będziemy musieli długo czekać na takie dane. W ramach przygotowań do misji Artemis mających na celu zabranie astronautów z powrotem na powierzchnię Księżyca, NASA planuje wystrzelić pakiet misji robotycznych pomogłoby to również scharakteryzować zawartość lodu wodnego na Księżycu. Najbardziej znaną z tych misji jest ŻMIJA , łazik zaplanowany do startu w 2022 roku, który ma poszukiwać podpowierzchniowego lodu wodnego.

W świetle nowych odkryć NASA może nieco zmienić cel VIPER-a, aby zbadać również wody powierzchniowe i przyjrzeć się wszelkim szklanym elementom pod słońcem lub zbadać, jak dobrze mogą działać mikro pułapki na zimno, aby chronić lód wodny. Inne ładunki NASA, a także misje prowadzone przez inne kraje , prawdopodobnie dokładniej zbadają zawartość wód powierzchniowych. Neal sugeruje, że system monitorowania egzosfery księżycowej byłby bardzo przydatny w odkrywaniu historii wody na Księżycu i ustalaniu, w jaki sposób możliwy cykl wodny księżyca powoduje stabilną (lub niestabilną) wodę na powierzchni.

Im więcej patrzymy na księżyc, tym mniej wydajemy się rozumieć, mówi Neal. Teraz mamy jeszcze kilka powodów, aby wrócić i przestudiować to. Musimy wydostać się na powierzchnię, pobrać próbki i skonfigurować stacje monitorujące, aby faktycznie uzyskać ostateczne dane do badania tego rodzaju cyklu.

ukryć