Jeszcze przed misjami Apollo na Księżyc naukowcy spekulowali, że związki lotne – włącznie z wodą – mogły się z czasem zgromadzić w stale zacienionych obszarach biegunowych. Gdy w końcu nadeszła era misji Apollo i na Ziemię dotarły próbki gruntu księzycowego, możliwe było wykonanie rzeczywistych pomiarów. Okazało się, że w próbkach nie ma żadnych minerałów powszechnych na Ziemi i zawierających wodę. Czy zatem woda na Księżycu nie istnieje? W ciągu ostatnich dziesięciu lat nowe informacje sprawiły, że dyskusja na ten temat powróciła. Nowe analizy szkliwa wulkanicznego w próbkach wskazują na obecność wody we wnętrzu Księżyca. W międzyczasie w kierunku Srebrnego Globu wysłano kilka kolejnych sond. Te z nich, które do poszukiwania wody wykorzystywały metodę spektroskopii neutronowej dostarczyły mieszanych wyników, lecz te wykorzystujące metodę analizy spektroskopowej w podczerwieni wskazywały jednoznacznie na obecność wody na powierzchni Księżyca.
Astronomowie Centrum Astrofizyki na Harvardzie Anthony Case oraz Justin Kasper są członkami zespołu astronomów, który zaproponował nową metodę wykrywania uwodnionej materii na Księżycu – np. wody – poprzez pomiar strumienia protonów uwalnianych z powierzchni Księżyca. Strumień rejestrowany jest przez instrument CRaTer (Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation) zainstalowany na pokładzie sondy Lunar Reconnaissance Orbiter. Promienie kosmiczne pochodzące z dalszych rejonów galaktyki uderzając w powierzchnię Księżyca wybijają protony z materii tworzącej powierzchnię. To właśnie te protony może rejestrować instrument CRaTer. Zespół przeprowadził serię testów laboratoryjnych, w których wykorzystywał akceleratory cząstek energetycznych do symulacji wpływu promieni kosmicznych na materię zawierającą wodór i doszedł do wniosku, że obecność wodoru – np. w wodzie – zazwyczaj tłumi całkowitą emisję protonów. Oznacza to, że jeżeli w pobliżu biegunów księżycowych faktycznie znajduje się woda, to globalny skan powierzchni księżycowej powinien wskazywać na spadek ilości protonów wybijanych z powierzchni w obszarach biegunowych.
Co ciekawe, skanowanie powierzchni przeprowadzone za pomocą instrumentu CRaTer wykazało wzrost ilości emitowanych protonów w pobliżu biegunów. Wkrótce po tym odkryciu naukowcy zorientowali się, że istnieją pewne efekty, które są za to odpowiedzialne, a które wcześniej uważano za marginalne. Protony i neutrony uwalniane z materii pod powierzchnią Księżyca (do 10 cm głębokości), będą zderzały się z innymi atomami i prowadziły do emisji wtórnych cząstek. Wzbogacenie o te wtórne protony jest zgodne z obecnością wodoru. Jednak okazuje się, że istnieją także inne możliwości wytłumaczenia takich danych. Zespół naukowców aktualnie nadal je analizuje. W międzyczasie artykuł ich autorstwa potwierdza, że technika wykorzystywania pomiarów z instrumentu CRaTER do poszukiwania wody jest – przynajmniej z zasady – właściwa. Gdy już uda się ją ostatecznie dopracować, będzie można ją wykorzystywać do badania innych ciał Układu Słonecznego.
Źródło: CfA