Це хороша новина для програми “Артеміда”.
Перша карта розподілу води на Місяці може бути використана майбутніми дослідниками, які подорожуватимуть до природного супутника Землі в рамках програми “Артеміда”.
Астрономи створили першу карту, яка показує, як запаси води на Місяці змінюються залежно від місцевої географії, наприклад, численних гір і кратерів, які домінують на безповітряній, побитій поверхні Місяця. Карта, яка охоплює чверть сторони Місяця, зверненої до Землі, була складена на основі даних, зібраних телескопом Стратосферної обсерваторії інфрачервоної астрономії НАСА (SOFIA) протягом останнього року спостережень перед тим, як він був виведений на орбіту. (Виведений з експлуатації SOFIA зараз виставлений в музеї в Арізоні).
Результати дослідження ґрунтуються на здатності SOFIA виявляти воду на довжині хвилі в шість мікрон, яка є “унікально чутливою до молекули води”, заявив Пол Люсі, астроном з Гавайського університету і співавтор дослідження, в середу (15 березня) на 54-й Конференції з науки про Місяць і планети (LPSC), що проходить в Техасі і віртуально.
Попередні місії, такі як індійський “Чандраян-1”, шукали на Місяці хімічний почерк або відбиток води, були близькі до того, щоб знайти його, але зрештою не досягли успіху. Хімічний відбиток води дуже близький до її родича гідроксилу, який має на один атом водню менше. Тому більшість попередніх місій, які спостерігали за Місяцем у довжині хвиль три мікрони – на відміну від більш чутливих інфрачервоних спостережень SOFIA у шість мікронів – не змогли розрізнити схожі на перший погляд молекули води та гідроксилу. У 2020 році SOFIA став першою місією, яка однозначно виявила воду на південному полюсі Місяця; тоді дослідники підрахували, що на один кубічний метр місячного ґрунту припадає близько 12 унцій води.
“SOFIA надав єдину можливість спостерігати Місяць на довжині хвилі 6 мікрон”, – сказала Кейсі Хонніболл, дослідниця з Університету Меріленда і співавтор дослідження, під час своєї презентації в LPSC. “На щастя, вода має унікальний відбиток на довжині хвилі 6 мікрон, який неможливо сплутати з гідроксилом”.
Тож команда Хонніболл переглянула дані SOFIA, зібрані в лютому 2022 року. Цього разу, замість того, щоб намагатися з’ясувати, скільки там води, команда вивчила, як її присутність змінюється на поверхні Місяця. На великій ділянці південної півкулі дані показали набагато більше унікальних хімічних сигналів води на внутрішніх сторонах місячних географічних об’єктів, затінених від сонячного світла, ніж на тих, що освітлені сонцем.
“Ми підтверджуємо присутність води, а не лише гідроксилу, в широкому розповсюдженні на значній частині південної півкулі”, – сказав співавтор дослідження Вільям Річ під час своєї презентації на LPSC.
Однією з особливостей цього регіону є знаменитий ударний кратер Моретус – вм’ятина завширшки 71 милю (114 км), майже така ж велика, як Великий острів на Гаваях, з центральним піком, що простягається на 1,3 милі (2,1 км). Дослідники виявили, що “аномально холодна” південна сторона піку утримує більше води у вигляді льоду, в той час як його північна сторона, яка отримує сонячне світло протягом тривалого часу кожного місячного дня, відчуває його дефіцит. Це схоже на те, як “лижники на Землі знають, що схили, на які потрапляє менше прямих сонячних променів, довше зберігають сніг”, – йдеться в заяві (відкриється в новій вкладці) Асоціації університетських космічних досліджень (USRA).
Під час презентації дослідники зазначили, що вони не могли використовувати наземні телескопи, оскільки вода в атмосфері Землі блокує весь сигнал, що надходить від води на Місяці. “Однак SOFIA пролетів на 99,9% вище атмосферної води Землі, що дозволило нам виявити місячну воду”, – сказав Хонніболл.
Відкритим питанням у зв’язку з цими дослідженнями є те, звідки береться вся вода на Місяці. Вчені мають кілька теорій: Удари астероїдів, випаровування з атмосфери Землі, доставка сонячним вітром, а іноді з мінералів на самому Місяці.
“Наше загальне уявлення з часів Аполлона про те, що Місяць сухий, як кістка, було помилковим”, – сказав Люсі у своїй заяві (відкриється в новій вкладці). “Ми вже знаємо, що це не так, але питання в тому, наскільки”.
Вони сподіваються, що майбутні місії на Місяць, які досліджуватимуть його південний полюс, можуть знайти більш точну відповідь. Наприклад, NASA’s VIPER (або Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), запуск якого запланований на 2024 рік, складе карту водно-льодового покриву і допоможе вченим з’ясувати, чи проростає ця вода з глибини Місяця, чи вона просто знаходиться на невеликій глибині біля поверхні.
VIPER також цікавий тим, що він є частиною програми НАСА “Артеміда” і, як очікується, надасть астронавтам знання, необхідні для збору місячного льоду на воду, достатньо безпечну для пиття і, можливо, навіть корисну для палива посадкових апаратів і ракет у майбутньому.