211service.com
Vann på månen burde være mer tilgjengelig enn vi trodde
AT
Hvis du ikke allerede vet: Ja, det er vann på månen. NASA antyder at det er så mye som 600 millioner tonn av vannis der, som en dag kan hjelpe månekolonister å overleve. Det kan til og med gjøres om til en rimelig form for rakettdrivstoff (du må bare dele vann i oksygen og hydrogen, og presto—du har fremdrift for romfart).
Dessverre har vi aldri visst hvor mye vann som faktisk er på månen, hvor nøyaktig disse reservene er lagret, eller hvordan man får tilgang til og høster det. Forskere har heller aldri virkelig forstått hvordan vannet oppsto der.
Vi har fortsatt ikke svar på disse spørsmålene, men to nye studier publisert i Nature Astronomy i dag antyder at vann på månen ikke er så gjemt bort som forskerne en gang trodde.
Gjennom glasset
Den første studien rapporterer påvisning av vannmolekyler på månens overflater utsatt for sollys nær det 231 kilometer lange Clavius-krateret, takket være observasjoner gjort av Stratosfærisk observatorium for infrarød astronomi (SOFIA) drevet av NASA og German Aerospace Center. Det har lenge vært antatt at vann ville ha størst sjanse til å forbli stabilt i områder av månen, for eksempel store kratere, som er permanent dekket av skygger. Slike områder og alt vann de inneholdt, trodde forskerne, ville være beskyttet mot temperaturforstyrrelser indusert av solstrålene.
Som det viser seg, er det vann som sitter midt på lyse dagen. Dette er første gang vi med sikkerhet kan si at vannmolekylet er tilstede på månens overflate, sier Casey Honniball , en forsker ved NASA Goddard Space Flight Center og hovedforfatter av SOFIA-studien.
SOFIA-observasjonene peker på vannmolekyler som er innlemmet i strukturen til glassperler, noe som gjør at molekylene tåler sollys. Mengden vann i disse glassaktige perlene kan sammenlignes med 12 unser spredt over en kubikkmeter jord, spredt over månens overflate. Vi forventer at vannmengden vil øke etter hvert som vi beveger oss nærmere polene, sier Honniball. Men det vi observerte med SOFIA er det motsatte - perlene ble funnet i et breddegradsområde som er nærmere ekvator, selv om det sannsynligvis ikke er et globalt fenomen.
SOFIA er et luftbårent observatorium bygget av en modifisert 747 som flyr høyt gjennom atmosfæren, slik at dets ni fots teleskop kan observere objekter i verdensrommet med minimal forstyrrelse av jordens vanntunge atmosfære. Dette er spesielt nyttig for observasjon i infrarøde bølgelengder, og i dette tilfellet hjalp det forskere med å skille molekylært vann fra hydroksylforbindelser på månen.
De glassaktige vannfunksjonene på månen ble tidligere funnet i en undersøkelse om måneminerogi utført i 1969 (takket være observasjoner gjort av et ballongobservatorium). Men disse observasjonene ble ikke rapportert og publisert. Kanskje skjønte de ikke den store oppdagelsen de faktisk hadde gjort, sier Honniball.
Mengden vann i de glassaktige perlene er litt lav for å være nyttig for mennesker, men det er mulig at konsentrasjonen er mye høyere i andre områder (SOFIA-studien fokuserte bare på ett område av månen).
Enda viktigere, funnene erter muligheten for en månens vannsyklus som kan fylle opp vannreservene på månen, noe som virker knapt forståelig for en verden lenge antatt å være tørr og død. Det er et nytt område vi egentlig ikke har sett på i noen stor detalj før, sier Clive Neal , en planetarisk geolog ved University of Notre Dame, som ikke var involvert i noen av studiene.
De minste skyggene
Den andre studien , kan imidlertid være mer relevant for NASAs umiddelbare planer for måneutforskning. De nye funnene tyder på at månens vannisreserver opprettholdes i det som kalles mikrokuldefeller som bare er en centimeter eller mindre i diameter. Nye 3D-modeller generert ved hjelp av termisk infrarød og optiske bilder tatt av NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter viser at temperaturene i disse mikrofellene er lave nok til å holde vannisen intakt. De kan være ansvarlige for å huse 10 til 20 % av vannet som er lagret i alle månens permanente skygger, for et totalt areal på rundt 40 000 kvadratkilometer, for det meste i områder nærmere polene.
I stedet for bare en håndfull store kuldefeller i «kratere med navn», er det en hel galakse med små kuldefeller spredt over hele polarområdet, sier Paul Hayne , en planetarisk forsker ved University of Colorado, Boulder, hovedforfatter av studien. Mikrokuldefeller er mye mer tilgjengelige enn større områder med permanent skygge. I stedet for å designe oppdrag for å gå dypt inn i skyggene, kan astronauter og rovere forbli i sollys mens de trekker ut vann fra mikrokuldefeller. Det kan være hundrevis av millioner eller til og med milliarder av disse stedene strødd over månens overflate.
Mer data skaper flere mysterier
Studiene er ikke perfekte. Det er ennå ingen klar forklaring på hvordan disse vannførende glassene ble dannet. Honniball sier at de sannsynligvis stammer fra meteoritter som enten genererte vannet ved sammenstøtet eller leverte det som det er. Eller de kan være et resultat av eldgammel vulkansk aktivitet. Neal påpeker at SOFIA-studien ikke er i stand til å gi et fullstendig bilde av hvorfor distribusjonen av glass vises som en funksjon av breddegrad, eller hvordan den kan endre seg over en hel månesyklus. Direkte observasjoner er nødvendig for å bekrefte det begge studiene antyder, og for å svare på spørsmålene de reiser.
Vi trenger kanskje ikke å vente lenge på den typen data. I forkant av Artemis-oppdragene ment å ta astronauter tilbake til månens overflate, planlegger NASA å skyte opp en pakke med robotoppdrag som også vil bidra til å karakterisere vannisinnholdet på månen. Den mest høyprofilerte av disse oppdragene er VIPER , en rover som er planlagt lansert i 2022 som skal lete etter vannis under overflaten.
I lys av de nye funnene, kan NASA velge å endre VIPERs mål litt for å studere overflatevann også, og se nærmere på eventuelle glasselementer under solen eller undersøke hvor godt mikrokuldefellene kan fungere for å bevare vannis. Andre NASA nyttelast, samt oppdrag drevet av andre land , vil sannsynligvis studere innholdet i overflatevann nærmere. Neal antyder at et månens eksosfæreovervåkingssystem ville være svært nyttig for å nøste opp historien til vannet på månen og finne ut hvordan en mulig månens vannsyklus resulterer i stabilt (eller ustabilt) vann på overflaten.
Jo mer vi ser på månen, jo mindre ser vi ut til å forstå, sier Neal. Nå har vi noen flere grunner til å gå tilbake og studere det. Vi må komme til overflaten og få prøver og sette opp overvåkingsstasjoner for å faktisk få definitive data for å studere denne typen syklus.