Вода на Луне: что обнаружил китайский луноход Чанъэ-5
Китайский космический аппарат Чанъэ-5 прибыл на Луну 1 декабря 2020 года и стал первым аппаратом на поверхности Луны, который обнаружил признаки воды внутри скал и почвы нашего спутника. Для проведения ряда научных измерений лунный минералогический спектрометр Чанъэ-5 использовал бортовые приборы, а из своего увлекательного путешествия привез на нашу планету более 60 унций образцов почвы и горных пород. Пока зонд был на Луне исследователи из Института геологии и геофизики Китайской Академии наук, предположили, что корабль обнаружил воду, а именно молекулы H2O. Это открытие стало возможным благодаря способности спутника отражать и поглощать солнечные лучи. Интересно, что одной из главных задач миссии было желание ученых понять можно ли использовать воду на Луне для астронавтов, находящихся вдали от планеты в течение длительного времени. Исследователи также полагают, что будущие астронавты смогут жить на Луне, извлекая молекулярный кислород и водород для производства воды и чистого кислорода.
Самая сложная космическая операция КНР благополучно завершилась 17 декабря, когда возвращаемая капсула лунного зонда «Чанъэ-5» приземлилась на лугах в северном Китае.
Анализ изображений, сделанных аппаратом «Чанъэ-5», подтвердил наличие воды на Луне. Чанъэ-5 – это первая за 40 лет экспедиция, которая доставила на Землю образцы лунного грунта
Сколько на Луне воды?
В конце 2000-х ряд миссий обнаружил признаки наличия воды на освещенной солнцем поверхности Луны, но у ученых не было возможности доказать ее наличие. И все же за последние два десятилетия был обнаружен лед в труднодоступных кратерах вокруг полюсов спутника, которые постоянно находятся в тени.
Затем, в ноябре 2020 года, за месяц до того, как китайский спускаемый аппарат обнаружил воду на ее поверхности, NASA объявило, что действительно может подтвердить наличие воды в солнечной части Луны даже не отправляясь туда. С помощью инфракрасной обсерватории SOFIA, физикам удалось уловить сигналы различных длин волн молекул воды.
Более того, это открытие показало, что вода может быть широко распространена на Луне, а не только замерзла на ее полюсах.
Синим отмечены области, в которых присутствует вода
Интересно и то, что Чанъэ-5 стал первой лунной миссией по сбору и возвращению материалов с 1976 года, когда зонд Советского Союза «Луна-24» доставил на Землю образцы. В последний раз NASA извлекало лунные камни 50 лет назад, в 1972 году, так что сегодня весь мир наблюдает за достижениями Чанъэ-5.
Важно понимать, что вода – редкий ресурс в глубоком космосе. А учитывая, что это жизненно важный ингредиент, его нехватка за пределами Земли представляет собой серьезное препятствие для людей в освоении космоса. Ранее считалось, что поверхность Луны полностью «сухая», но в последнее десятилетие ученые подтвердили наличие на ее поверхности воды.
В поисках молекул Н2О
Исследовательская группа из Китайской Академии наук увидела признаки воды в данных зонда. Чанъэ-5 идентифицировал молекулы H2O на основе их отчетливого спектрального отражения – измерения того, как объекты отражают или поглощают солнечное излучение. Работа опубликована в журнале Science Advances.
Обнаружение Чанъэ-5 показывает, что на Луне может быть больше воды, чем ожидалось, – рассказал Мэтт Сиглер, старший научный сотрудник Института планетологии – некоммерческой организации, базирующейся в Аризоне. Сам Сиглер войдет в состав команды NASA «Артемида» для бурения льда на южном полюсе Луны.
Это первая за 40 лет экспедиция, которая доставила на Землю образцы лунного грунта
В прошлом лунные камни, возвращенные миссиями Аполлона были чрезвычайно сухими, и предполагалось, что вода попала на Луну вместе с землянами. Однако, предыдущие измерения показали потенциальное наличие воды, но ни одно из этих исследований не проводилось на самой Луне — до сих пор. Разница, по словам исследователей, заключается в том, что данные о спектральном отражении необходимо скорректировать с учетом температуры объекта. Это необходимо, чтобы определить, сколько на спутнике воды.
Тепло от поверхности Луны может изменить или замаскировать особенности отраженного света. Но определить температуру цели на большом расстоянии невероятно трудно, – отмечают физики.
Безусловно, Чанъэ-5 не обнаружил на Луне бурлящих рек или каскадных водопадов в ранее неисследованной области. Исследователи полагают, что вода, скорее всего, образовалась благодаря солнечному ветру. Когда солнечный ветер, содержащий атомы водорода, воздействует на кислород в лунной почве и горных породах, иногда образуется вода.
Концентрация воды на Луне составляет примерно 120 граммов на каждую тонну лунного грунта, но в лунных породах наблюдается несколько более высокая концентрация — 180 граммов на тонну.
Откуда на Луне вода?
Несмотря на то, что спускаемый аппарат обнаружил на спутнике воду, ее было немного. Как выяснили исследователи, в некоторых из самых засушливых мест на Земле влажность почвы обычно колеблется от 0,2 до 5%. Согласно полученным данным, в лунной породе воды было около 0,018%, а в близлежащей почве – всего 0,012%. Понятно, что нам пришлось бы раздавить много камней, чтобы получить стакан питьевой воды, но это только начало.
Как думаете, сможем ли мы когда-нибудь жить на Луне?
По словам ученых, в будущем потребуются исследования о содержании воды в лунных породах, и это позволит наконец понять, откуда взялась вода на спутнике Земли, пускай ее совсем немного. Сегодня мы знаем, что вода в почве Луны образовалась из водорода, приносимого солнечным ветром, но что сокрыто на ее темной стороне? И есть ли там вода? Надеемся, скоро мы узнаем ответы на эти и другие вопросы.