Вода на Луне
Лунный кратер, отображенный на минералогической карте НАСА
Есть ли вода на Луне – спутнике планеты Земля. Узнайте, где искать воду на Луне, первые обнаружения и исследования, описания мест с фото, теории появления воды.
В первой лунной миссии астронавты Аполлона-11 отобразили карту Луны в виде сухой пустыни. Поэтому ученые сильно удивились, когда в 2009 году зонды показали огромное количество лунной воды в минералах почвы. Вокруг этого вопроса тут же завязались споры. Некоторые говорили, что вода на Луне могла появиться за счет протонов из солнечного ветра, столкнувшихся с кислородом в пыли.
Первые водные намеки поступили от индийского аппарата Шандраян-1, отметившего падение отражения солнечного света на длине волны. Чтобы разобраться, исследователи проанализировали информацию, добытую зондами Кассини (1999) и Deep Impact (2009). Оба подтвердили наличие воды и гидроксила.
Есть три объяснения того, как могла появиться вода на Луне. Первые две возможности относились к падению метеоритов и комет и еще одна касалась солнечного ветра. Последний процесс генерируется потоками плазмы, вырывающимися из верхнего атмосферного слоя. Космические лучи могли ввести ионы в лунные породы, приводя к химическим соединениям.
Чтобы точно определить источник, решили вычислить соотношение водорода и дейтерия в образцах почвы земного спутника от Аполлона-16 и 17. Они использовали масс-спектрометр, который не только находит разновидность изотопов, но и определяет глубину их расположения. Оказалось, что больше всего шансов у варианта с солнечным ветром.
В среднем гранулы вмещают 15% воды из другого места (комета или метеорит), а вот все остальное принадлежит ветровой активности. Но все это касается только той воды, что найдена в верхних слоях. А вот о происхождении под поверхностью пока мало известно. Теперь вы знаете, есть ли на Луне вода и теории ее происхождения на спутнике Земли.
Источник
Как ученые обнаружили воду на Луне и для чего она им нужна?
До середины XX века ученые были уверены, что на Луне нет воды. Они тщательно разглядывали спутник через телескопы и не могли обнаружить на нем ни озер, ни облаков. Впервые о том, что на спутнике нашей планеты может быть вода, заговорили советские ученые. А уже потом аэрокосмическое агентство NASA объявило, что на нем действительно есть вода, но не в жидкой форме, а в ледяной. Признаки наличия воды на Луне были обнаружены только на его темной стороне, куда не поступает солнечный свет. Но недавно американские ученые смогли найти признаки воды даже на солнечной стороне спутника. Эта новость считается очень важной для научного сообщества и ее обсуждают многие зарубежные издания. Но почему же эта тема стала настолько обсуждаемой? И вообще, как ученые обнаружили следы воды на Луне, если они не бывали на ней с 1969 года? Давайте разбираться.
На Луне может быть больше воды, чем считалось ранее
Изучение Луны
Ученые постоянно наблюдают за естественным спутником Земли. На данный момент известно, что на Луне есть около 30 кратеров диаметром более 200 километров. Впервые о возможности наличии в них воды стало известно в 1976 году, в ходе изучения данных, собранных советской межпланетной станцией «Луна-24». В те времена признаки наличия воды на Луне были найдены в доставленных на Землю образцах лунного грунта. Но сегодня ученым доступны более изощренные технологии. Благодаря им, поиском воды на отдаленных от нашей планеты космических объектах можно заниматься, даже не посещая их.
Межпланетная станция «Луна-24»
С мая 2010 года, на высоте 13 километров от поверхности земли, время от времени летает стратосферная обсерватория SOFIA. По своей сути, это телескоп, который установлен на борт самолета Boeing 747. Летательный аппарат набирает достаточную высоту, чтобы получать такие же точные данные о космических объектах, как и находящиеся на земной орбите телескопы. Установленное вместе с телескопом оборудование предназначено для слежение за рождением и гибелью звезд, формированием звездных систем и изучения космических объектов внутри Солнечной системы.
Стратосферная обсерватория SOFIA — совместный проект США и Германии
Обнаружить воду на Луне помогла технология инфракрасной спектроскопии. Под этим термином подразумевается пропускание инфракрасного излучения через различные вещества. Когда излучение проходит через них, молекулы и их отдельные фрагменты начинают совершать колебательные движения. Изучив эти изменения, ученые могут распознать, через какое именно прошли лучи. В августе 2018 года стратосферная обсерватория SOFIA сканировала солнечную сторону Луны и в ходе этого процесса ученые обнаружили явные признаки наличия воды.
Считается, что вода попадает на Луну вместе с падающими на ее поверхность метеоритами.
Сколько воды на Луне?
Молекулы воды были найдены на расположенном на южных широтах кратере Клавий, а также на так называемом Море Ясности недалеко от экватора. Правда воды там не так уж и много — по земным меркам, ее количество просто ничтожно. Так, в кратере Клавий концентрация воды составляет от 100 до 400 микрограмм на грамм грунта. По словам ученых, даже на земной пустыне Сахара содержится в 100 раз больше воды, чем на этой области нашего спутника.
Сверху Море Ясности, а снизу — кратер Клавий
Но для Луны это удивительный показатель, тем более для ее солнечной стороны. На теневой стороне спутника действительно может храниться вода. Ученые считают, что она в замороженном состоянии точно есть в «холодных микроловушках». Так называются мелкие впадины на поверхности Луны, в которых постоянно удерживается экстремально низкая температура в районе -160 градусов Цельсия.
Вода на Луне есть, но ученые пока находят только малое количество
Но на солнечной стороне вода не может перейти в твердое состояние из-за солнечного тепла. На данный момент ученые точно не знают, как молекулы воды сохраняются на светлой стороне Луны. Но есть предположение, что они таятся в пустотах между зернами лунного грунта. По словам астрофизика Пола Герца (Paul Gertz), данное открытие доказывает, что ученым до сих пор мало что известно о лунной поверхности. Если жидкость есть даже на солнечной стороне спутника, значит, на теневой части ее может быть еще больше.
Освоение Луны
Поиск воды на земном спутнике необходим, потому что в будущем там планируется построить станцию. Она будет своеобразным перевалочным пунктом для космических путешественников, которые будут держат путь на далекие планеты. В 2024 году на Луну будут отправлены астронавты, принимающие участие в миссии «Артемида» по возвращению американцев на Луну. А уже потом на поверхности земного спутника хотят построить огромную базу. Для ее строительства и поддержания жизни астронавтов потребуется вода. Транспортировка с Земли будет стоить дорого, а если на Луне будет открыт естественный источник воды, космические агентства смогут сэкономить много денег. А на космических кораблях останется больше места для доставки научного оборудования.
Вода понадобится будущим колонизаторам Луны
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
Возможно, в будущем Луна будет разделена на территории, принадлежащие определенным странам. Недавно аэрокосмическое агентство NASA даже разработала правила по освоению Луны. Согласно так называемому «Соглашению Artemis», страны смогут добывать ресурсы только на своих территориях и будут должны соблюдать границы. Но как именно будут распределяться территории, пока никому неизвестно. Вероятно, каждая страна захочет получить клочок лунной поверхности с большим количеством воды. Остается надеяться, что этот вопрос можно будет решить мирным путем.
Источник
Вода Луны — крошечные участки льда. Ученые подтвердили их существование и объяснили, почему это важно
Ученые подтвердили, что на поверхности Луны есть вода. В этот раз ее обнаружили на солнечной стороне спутника, а именно — в кратере Клавиуса на Южном полушарии. Ученые посчитали, что любое новое подтверждение наличия воды на Луне — прекрасная новость, ведь это знание открывает новые направления исследований.
Ученые смогли точно определить, что на Луне есть молекулярная вода. NASA с помощью своего орбитального аппарата зафиксировало, что на спутнике Земли есть множество холодных ловушек — мест, куда не попадает солнечный свет. Кроме того, даже в освещаемых регионах они есть — до сантиметра в диаметре. Ученые подсчитали, что суммарно на Луне порядка 40 тысяч квадратных километров могут быть покрыты льдом. А температуры в этих областях доходят до минус 180 градусов Цельсия.
На поверхности Луны уже неоднократно проводили спектральные исследования и замечали там признаки гидратации. Но детально никто не мог отличить свободную воду от гидроксильной группы, связанной в минералах.
Новое исследование удалось провести с помощью самолета, на который установили спектрометр стратосферной обсерватории ИК-астрономии SOFIA. Наблюдения аппарата позволили подтвердить, что на Луне есть H2O.
Источник фото: NASA
По мнению ученых, вода на Луне точно есть, потому что она доставлялась туда на протяжении миллиардов лет кометами и астероидами и могла сохраняться в холодных ловушках. Если это так, то не исключено, что лунная вода пригодна для питья и создания ракетного топлива.
Лунная вода
В беседе с «360» заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Института космических исследований РАН Игорь Митрофанов отметил, что, по сути, воду на Луне открыли уже в восьмой раз. По его словам, наличие воды в полярных районах спутника Земли было хорошо известно, а то, что на освещенных участках она есть, стало ясно еще 10 лет назад. Просто эта вода может находиться на глубине около 10 сантиметров, а может, и метра.
Очередное подтверждение, что на Луне есть вода, важно, потому что H2O могли принести на спутник Земли кометы — сгустки межпланетного вещества, которые остались после образования Солнечной системы. В такой воде могут быть сложные молекулярные соединения космического происхождения. Некоторые даже могут быть предбиологическими, то есть это сложные структуры, вероятно, с фрагментами аминокислот. Не исключено, что то, что сохранилось на Луне, — это то же вещество, которое когда-то кометы принесли на Землю. Только на нашей планете оно стало участвовать в процессе возникновения жизни, а на Луне осталось в «холодильнике».
Луна — важнейший природный ресурс для поддержания в перспективе лунной базы, создания лунных космодромов, из воды можно вырабатывать кислород, чтобы люди могли дышать. Водород из воды — прекрасное топливо для будущих космических аппаратов
Вода на Луне могла появиться из двух источников. Первый — кометы. Эти глыбы водяного льда сталкивались с Луной, взрывались, испарялись, создавая временную атмосферу, а потом застревали в холодных ловушках, образуя лунную вечную мерзлоту.
Другой механизм — солнечная вода. Луну обтекает солнечный ветер, а это ядра водорода. Попадая в вещество Луны, ядра водорода вступают в химические реакции с кислородом и образуют гидроксил. Затем присоединяется еще один атом водорода, возникает H2O.
Источник фото: Pixabay
Митрофанов объяснил, что слова ученых о 40 тысячах квадратных километров воды на Луне — это не совсем корректная формулировка.
Это не озеро, это вещество с повышенной концентрацией воды. Тут лучше сравнивать это с вечной мерзлотой у нас в Якутии, где вещество является промерзшим грунтом с высоким содержанием воды. Сколько это накапливалось — сотни миллионов лет
Митрофанов отметил, что лунная вода — такая же, как и на Земле. Но не исключено, что в воде из комет есть сложные химические соединения. Но основа — H2O — такая же, как и везде.
Возможность переписать историю
Ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт рассказал «360», что ученые уже давно ждали новых подтверждений, что на Луне есть вода. Для человечества это тоже важная информация, ведь если есть вода, значит, из нее можно делать топливо. Но только при условии большого количества электроэнергии. Элементы H2O можно разделить, чтобы использовать для, например, полетов в космос.
Источник фото: Pixabay
С научной точки зрения существование воды на спутнике может объяснить гипотезу о происхождении системы Земля — Луна. Есть наиболее популярная теория, что порядка четырех миллиардов лет назад с ранее существовавшей Землей столкнулось небесное тело, которое вырвало ее кусок. В результате та Земля полностью расплавилась, а этот выброшенный сгусток материи и стал Луной. Но остается вопрос: найденная на Луне вода уже была там или ее принесли кометы. Вот на изучение этого и будут направлены дальнейшие исследования. Двигаясь в этом направлении, ученые смогут понять что-то новое об эволюции Солнечной системы.
Если говорить о фундаментальных исследованиях, здесь много вопросов непроизнесенных. Допустим, там существование воды подтверждено, но вода же бывает разная. Здесь история может быть как-то уточнена или исправлена, если мы изотопный состав узнаем
Помимо гипотезы о том, что воду на Луну могли занести кометы, есть и менее популярная. Идея в том, что вода была изначально в составе материи, из которой образовывались планеты.
Эйсмонт отметил, что если на Луне нашли воду, это не значит, что она точно такая же, как и на Земле. Структура H2O сохраняется, но в лунной воде могут быть разные примеси. Например, повышенное содержание трития. Другими словами, изотопный состав воды на Луне может быть другим.
Источник