Lunar Reconnaissance Orbiter bada ruchy wody na Księżycu

Zdjęcie Księżyca wykonane przez sondę LRO przedstawia lokalizację potencjalnego szronu. Źródło: NASA Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio

Naukowcy wykorzystujący instrument zainstalowany na pokładzie sondy Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) zaobserwowali cząsteczki wody przemieszczające się po dziennej stronie Księżyca.

Artykuł opublikowany w periodyku Geophysical Research Letters opisuje jak wykonane za pomocą instrumentu LAMP (Lyman Alpha Mapping Project) pomiary cienkiej warstwy cząsteczek tymczasowo związanych z powierzchnią pozwoliły scharakteryzować zmiany obecności wody na księżycu w trakcie księżycowego dnia.

Do końca poprzedniej dekady naukowcy uważali, że Księżyc jest suchy, a jedyna woda na nim istnieje tylko w formie lodu w stale zacienionych kraterach w okolicach biegunowych. Niedawno naukowcy zidentyfikowali wodę na powierzchni w formie licznych populacji cząsteczek związanych z regolitem tworzącym powierzchnię Księżyca. Ilość oraz lokalizacja tych cząsteczek zmienia się wraz z porą dnia na Księżycu. Woda ta występuje obficiej na wyższych szerokościach i ma tendencję do przemieszczania się gdy tylko powierzchnia zostanie ogrzana przez światło słoneczne.

“To ważne wyniki dotyczące wody na Księżycu, bowiem realizowany przez nasz kraj program kosmiczny właśnie zaczyna się skupiać na badaniu Księżyca” mówi dr Kurt Retherford, główny badacz instrumentu LAMP z Southwest Research Institute (SwRI) w San Antonio w Teksasie. “Niedawno zmieniliśmy tryb zbierania danych za pomocą KAMP na pomiar odbitego promieniowania od dziennej strony Księżyca, dzięki czemu możemy dokładniej badać gdzie jest woda i ile jej tam jest”.

Cząsteczki wody są silnie związane z regolitem do czasu gdy temperatura powierzchni osiąga szczyt w okolicach lokalnego południa. Wtedy cząsteczki wody ulegają termicznej desorpcji i mogą przeskakiwać w inne miejsca wystarczająco zimne, aby mogły przyczepić się do regolitu lub zasilić niezwykle rzadką atmosferę/egzosferę Księżyca do czasu gdy temperatury spadną i cząsteczki wrócą na powierzchnię. Dr Michael Poston z SwRI, jeden z badaczy zespołu LAMP, już wcześniej prowadził eksperymenty obejmujące wodę i próbki gruntu księżycowego przywiezione na Ziemię w ramach misji Apollo. W ramach swoich badań Poston określił ilość energii niezbędną do odczepienia cząsteczek wody z materii księżycowej, dzięki czemu naukowcy dowiedzieli się w jaki sposób woda wiąże się z materią na powierzchni.

“Nawodnienie materii księżycowej jest trudne do zmierzenia z orbity z uwagi na złożony sposób w jaki światło odbija się od powierzchni Księżyca” mówi Poston. “Wcześniejsze badania wskazywały na pewne ilości cząsteczek wody, które były zbyt duże, aby dało się je wyjaśnić za pomocą znanych procesów fizycznych. Cieszę się najnowszymi wynikami, ponieważ ilość wody jaką tu określiliśmy zgadza się z tym co wskazują pomiary w laboratoriach”.

Naukowcy wskazują, że jony wodoru pochodzące z wiatru słonecznego mogą być źródłem wody na powierzchni Księżyca. Mając to na uwadze, gdy Księży przelatuje za Ziemią i kryje się przed wiatrem słonecznym, “kran z wodą” powinien się zakręcać. Niemniej jednak ilość wody obserwowana przez LAMP nie zmniejsza się gdy Księżyc osłaniany jest przez Ziemię i region znajdujący się pod wpływem jej pola magnetycznego, co wskazuje, że woda zbiera się z czasem na powierzchni, a nie jedynie “opada” bezpośrednio na nią w formie wiatru słonecznego.

“Nasze wyniki pomogą nam lepiej zrozumieć cykl wody na Księżycu i pozwolą nam dowiedzieć się więcej o dostępności wody, którą mogłyby wykorzystywać załogi przyszłych misji księżycowych” mówi Amanda Hendrix z Planetary Science Institute (PSI), główna autorka opracowania. “Woda na Księżycu może potencjalnie być wykorzystywana do produkcji paliwa oraz do budowy osłon przed promieniowaniem i do zarządzania ciepłem. Jeżeli wody nie trzeba będzie zabierać z Ziemi, to przyszłe misje będą znacznie tańsze”/

“Uzyskane przez nas wyniki stanowią istotny krok na drodze do poznania historii wody na Księżycu i są wynikiem lat zbierania danych przez sondę LR” mówi John Keller, zastępca projektu LRO z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt w stanie Maryland.

Źródło: NASA Goddard Space Flight Center