Vand på månen burde være mere tilgængeligt, end vi troede

AT

Hvis du ikke allerede ved det: Ja, der er vand på månen. NASA foreslår, at der er så meget som 600 millioner tons af vandis der, som en dag kunne hjælpe månekolonister med at overleve. Det kunne endda blive omdannet til en overkommelig form for raketbrændstof (du skal bare opdele vand i ilt og brint, og presto - du har fremdrift til rumflyvning).

Desværre har vi aldrig vidst, hvor meget vand der faktisk er på månen, hvor præcis disse reserver er opbevaret, eller hvordan man får adgang til og høster det. Forskere har heller aldrig rigtig forstået, hvordan vand opstod der.

Vi har stadig ikke svar på disse spørgsmål, men to nye undersøgelser offentliggjort i Nature Astronomy i dag tyder på, at vandet på månen ikke er så gemt væk, som videnskabsmænd engang troede.

Gennem skueglasset

Den første undersøgelse rapporterer påvisningen af ​​vandmolekyler på månens overflader udsat for sollys nær det 231 kilometer lange Clavius-krater, takket være observationer foretaget af Stratosfærisk Observatorium for Infrarød Astronomi (SOFIA) drevet af NASA og German Aerospace Center. Det har længe været ment, at vand ville have den bedste chance for at forblive stabilt i områder af månen, såsom store kratere, der er permanent dækket af skygger. Sådanne områder og ethvert vand, de indeholdt, mente forskerne, ville være beskyttet mod temperaturforstyrrelser forårsaget af solens stråler.

Som det viser sig, er der vand ved højlys dag. Det er første gang, vi med sikkerhed kan sige, at vandmolekylet er til stede på månens overflade, siger Casey Honniball , en forsker ved NASA Goddard Space Flight Center og hovedforfatter af SOFIA-undersøgelsen.

SOFIA-observationerne peger på vandmolekyler, der er inkorporeret i strukturen af ​​glasperler, hvilket gør det muligt for molekylerne at modstå eksponering for sollys. Mængden af ​​vand indeholdt i disse glasagtige perler kan sammenlignes med 12 ounces spredt over en kubikmeter jord, spredt ud over månens overflade. Vi forventer, at mængden af ​​vand vil stige, når vi rykker tættere på polerne, siger Honniball. Men det, vi observerede med SOFIA, er det modsatte - perlerne blev fundet i en breddegrad, der er tættere på ækvator, selvom det sandsynligvis ikke er et globalt fænomen.

SOFIA er et luftbåret observatorium bygget ud af en modificeret 747, der flyver højt gennem atmosfæren, så dets ni-fods teleskop kan observere objekter i rummet med minimal forstyrrelse af Jordens vandtunge atmosfære. Dette er især nyttigt til observation i infrarøde bølgelængder, og i dette tilfælde hjalp det forskere med at skelne molekylært vand fra hydroxylforbindelser på månen.

De glasagtige vandtræk på månen blev tidligere fundet i en undersøgelse af måneminerogi udført i 1969 (takket være observationer foretaget af et ballonobservatorium). Men disse observationer blev ikke rapporteret og offentliggjort. Måske var de ikke klar over den store opdagelse, de faktisk havde gjort, siger Honniball.

Mængden af ​​vand indeholdt i de glasagtige perler er lidt lav for at være nyttig for mennesker, men det er muligt, at koncentrationen er meget større i andre områder (SOFIA-undersøgelsen fokuserede kun på ét område af månen).

Endnu vigtigere er det, at resultaterne pirrer muligheden for en månens vandcyklus, der kan genopbygge månens vandreserver, noget der næppe virker forståeligt for en verden, der længe har troet at være tør og død. Det er et nyt område, vi ikke rigtig har kigget nærmere på før, siger Clive Neal , en planetarisk geolog ved University of Notre Dame, som ikke var involveret i nogen af ​​undersøgelserne.

De mindste skygger

Den anden undersøgelse , kan dog være mere relevant for NASAs umiddelbare planer for måneudforskning. De nye resultater tyder på, at månens vandisreserver opretholdes i det, der kaldes mikrokuldefælder, der kun er en centimeter eller mindre i diameter. Nye 3D-modeller genereret ved hjælp af termisk infrarød og optiske billeder taget af NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter vise, at temperaturerne i disse mikrofælder er lave nok til at holde vandis intakt. De kan være ansvarlige for at huse 10 til 20% af vandet, der er lagret i alle månens permanente skygger, for et samlet areal på omkring 40.000 kvadratkilometer, for det meste i områder tættere på polerne.

I stedet for blot en håndfuld store kuldefælder i 'kratere med navne' er der en hel galakse af små kuldefælder spredt ud over hele polarområdet, siger Paul Hayne , en planetarisk videnskabsmand ved University of Colorado, Boulder, hovedforfatter af undersøgelsen. Mikrokuldefælder er meget mere tilgængelige end større områder med permanent skygge. I stedet for at designe missioner for at vove sig dybt ind i skyggerne, kunne astronauter og rovere forblive i sollys, mens de udvinder vand fra mikrokuldefælder. Der kan være hundreder af millioner eller endda milliarder af disse steder spredt ud over månens overflade.

Flere data skaber flere mysterier

Studierne er ikke perfekte. Der er endnu ingen klar forklaring på, hvordan disse vandførende glas er dannet. Honniball siger, at de sandsynligvis stammer fra meteoritter, der enten genererede vandet ved sammenstødet eller leverede det, som det var. Eller de kan være resultatet af gammel vulkansk aktivitet. Neal påpeger, at SOFIA-undersøgelsen ikke er i stand til at give et fuldstændigt billede af, hvorfor fordelingen af ​​glas vises som en funktion af breddegrad, eller hvordan den kan ændre sig over en fuld månecyklus. Direkte observationer er nødvendige for at bekræfte, hvad begge undersøgelser antyder, og for at besvare de spørgsmål, de rejser.

Vi behøver måske ikke vente længe på den slags data. I opløbet til Artemis-missionerne, der skulle tage astronauter tilbage til månens overflade, planlægger NASA at opsende en suite af robotmissioner det ville også være med til at karakterisere vandisindholdet på månen. Den mest højprofilerede af disse missioner er VIPER , en rover, der er planlagt til lancering i 2022, der formodes at søge efter underjordisk vandis.

I lyset af de nye resultater kan NASA vælge at ændre VIPERs mål en smule for også at studere overfladevand og se nærmere på eventuelle glaselementer under solen eller undersøge, hvor godt mikrokuldefælderne kan fungere for at bevare vandis. Andre NASA nyttelast, samt missioner drevet af andre lande , vil sandsynligvis studere indholdet af overfladevand nærmere. Neal foreslår, at et månens exosfæreovervågningssystem ville være meget nyttigt til at optrevle historien om vand på månen og finde ud af, hvordan en mulig månens vandcyklus resulterer i stabilt (eller ustabilt) vand på overfladen.

Jo mere vi ser på månen, jo mindre forstår vi tilsyneladende, siger Neal. Nu har vi et par flere grunde til at gå tilbage og studere det. Vi er nødt til at komme op til overfladen og få prøver og oprette overvågningsstationer for faktisk at få endelige data til at studere denne form for cyklus.

skjule