Космология

Новое исследование: залежи воды на Луне встречаются повсеместно

Отправлено: Февраль 25, 2018 в 20:41

Категория: «Переводы»

Недавно проведенный анализ данных двух лунных миссий показал, что на поверхности Луны повсеместно встречаются залежи воды, независимо от региона или типа местности. Вероятно, вода присутствует на поверхности в любое время суток, хоть и не всегда легко доступна.

Луна
NASA/JPL/USGS

Полученные результаты могут помочь исследователям понять происхождение лунной воды, а также рассмотреть различные варианты ее использования в будущем. Если на поверхности Луны имеется достаточное количество жидкости и к ней относительно легко получить доступ, то в будущем колонисты могли бы использовать ее в качестве питьевой воды. Также возможен вариант с ее разложением на водород для ракетного топлива и кислород для дыхания.

«Наше исследование показало, что следы воды проявляются вне зависимости от наблюдаемой широты или времени суток, кажется, она есть везде и всегда», – говорит Джошуа Бандфилд (Joshua Bandfield), старший научный сотрудник Института космических исследований в Боулдере, штат Колорадо, ведущий автор исследования, опубликованного в Nature Geoscience. «Наличие воды, по-видимому, не зависит от химического состава поверхности».

Такие результаты противоречат некоторым более ранним исследованиям, в которых предполагалось, что на полярных широтах Луны сосредоточен основной объем воды, а ее количество может меняться в течение лунных суток (29,5 земных дней). Некоторые исследователи объясняют данное предположение тем, что вода может «перемещаться» по поверхности небесного тела до тех пор, пока не попадет в наиболее холодные области, расположенные в глубине кратеров около северного и южного полюсов. Температура в таких местах настолько низкая, что водяной пар и другие летучие вещества, которые соприкасаются с поверхностью, замерзают и могут оставаться стабильными в течение очень длительного периода времени, возможно, миллиарды лет.

Дискуссии продолжаются из-за тонкостей в методологии предыдущих исследований. Основные данные были получены от инструментов дистанционного зондирования, которые измеряли силу солнечного света, отраженного от поверхности Луны. Предполагается, что присутствие воды можно определить путем поиска особых «отпечатков» при спектральном анализе на длинах волн около 3 микрометров, которые лежат в области инфракрасного излучения, далеко за пределами видимого света.

Но поверхность Луны под воздействием солнечных лучей может разогреваться до таких температур, при которых она начинает «светится» в инфракрасном диапазоне. Задача состоит в том, чтобы четко разграничить отражаемый и испускаемый самой поверхностью свет. Для решения этой проблемы исследователям необходимо обладать очень точной информацией о температуре.

Бандфилд и его коллеги разработали новый способ анализа данных по температуре, создав детальную модель из измерений, сделанных прибором Diviner на орбитальном аппарате NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, или LRO. Команда применила разработанную температурную модель к данным, ранее полученным с инструмента Moon Mineralogy Mapper (спектрометр высокого разрешения для инфракрасного и видимого света), который был разработан в NASA JPL и установлен на индийском орбитальном аппарате Chandrayaan-1.

В результате анализа данных было найдено большое количество относительно стабильных (неподвижных) залежей воды, что предполагает ее присутствие в основном в форме OH, более активной молекулы, состоящей из одного атома кислорода и одного атома водорода. OH, также называемый гидроксилом, в чистом виде существует достаточно непродолжительное время, предпочитая химически взаимодействовать с окружающими молекулами. Следовательно, для использования, гидроксил будет необходимо извлекать из богатых им минералов.

Исследование также затрагивает взаимодействие обычной H2O и лунной поверхности. «Введя некоторые ограничения на мобильность воды или OH на поверхности, мы можем более точно определить, сколько воды потенциально может переместится в особо холодные области в полярных регионах», – сказал Майкл Постон (Michael Poston) из Юго-западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио, штат Техас.

Детальное изучение процессов, происходящих на Луне, может помочь ученым определить источники воды на других каменистых телах по всей солнечной системе, а также глубже понять механизм ее долговременного хранения.

Вопрос о причинах появления воды на поверхности Луны по-прежнему остается открытым. Новые результаты показывают, что молекулы OH и/или H2O могут создаваться при взаимодействии солнечного ветра и лунной поверхности. Одна команда также не исключает возможность того, что вода может высвобождаться из минеральных залежей, внутри которых она хранится с момента образования Луны.

«Некоторые из научных проблем очень и очень сложны, и только путем комплексного анализа результатов работы нескольких миссий, мы можем постепенно приблизиться к их решению», – говорит научный сотрудник проекта NASA LRO Джон Келлер (John Keller).

Оригинал статьи: On second thought, the Moon’s water may be widespread and immobile