Есть ли вода на Луне?
Водяной лёд на Луне не редкость, теперь это доказанный факт. И хотя мы не можем ответить на вопрос откуда она там взялась в таких количествах, мы точно знаем, что хотя бы воды у будущих колонистов Луны будет достаточно.
На первый взгляд, вопрос: есть ли вода на Луне выглядит глупо. Однако жизнь преподносит нам порой необычные сюрпризы. Так получилось и в этот раз.
На Луне обнаружена вода. Правда в виде льда
В 1971 году, благодаря лунной программе “Аполлон” (Аполлон-15 и Аполлон-17), на Землю прибыли первые пробы лунного грунта. При их анализе, среди прочего были обнаружены мелкие шарики из вулканического стекла – вполне обычное явление даже на Земле.
Лунные моря только называются морями – в них также сухо, как и на лунных равнинах. Тем не менее, воды на Луне действительно много
В 2008 году эти же шарики подверглись дополнительным анализам и исследовательская группа из Института Карнеги и Университета Брауна, включая геолога Альберто Саала (Saal Alberto), обнаружила в некоторых из них то, чего совсем не могла ожидать: следы наличия воды.
В 2011 году дальнейшее изучение крошечных кристаллических образований внутри этих “бусин” явно показало – они содержат такое же количество воды, как некоторые базальтовые породы на Земле. И этот факт, указывает на то, что мантия Луны или ее части содержат столько же воды, сколько содержит мантия Земли!
Последующие исследования НАСА, сделанные на основании карты распределения водорода на Луне, составленной российскими учеными (приборы были установлены на аппарате LRO), выявили и другие подробности. В ходе “бомбардировки” Луны зондом LCROSS в 2009 году, удалось обнаружить в кратере Кабеус в районе южного полюса Луны, запасы воды в виде льда. Причем это были не единичные ледяные глыбы, а запасы миллионов тонн замороженной воды (т.е. льда). Это естественно, жидкая вода не может находиться на лунной поверхности в свободной форме, так как она испаряется под воздействием солнечного света и затем рассеивается в космическом пространстве.
Согласно данным, переданным радаром Mini-SAR, установленным на индийском лунном аппарате “Чандраян-1” (Chandrayaan-1), всего в регионе северного полюса Луны было обнаружено не менее 600 млн тонн воды в виде громадных “айсбергов” покоящихся на дне лунных кратеров. Вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьируется от 2 до 15 км. Сейчас у учёных уже нет никаких сомнений в том, что найденный лёд — это именно водный лёд. В свою очередь, это хороший знак для будущих лунных миссий: лунные ледники вполне могут обеспечить водой населения для лунной базы.
Синим цветом выделены области залегания водяного льда на произвольном участке поверхности Луны.
Как ищут воду на Луне?
Откуда же взялось такое обилие воды на нашем спутнике? По мнению руководителя проекта Энтони Колапрета вода на Луне могла появиться из нескольких источников: из-за взаимодействия протонов солнечного ветра с кислородом в почве Луны, принесена астероидами или кометами или межгалактическими облаками.
Обнаружение содержания воды в вулканических отложениях с использованием орбитальных инструментов – непростая задача. Для ее решения, ученые используют спектрометры, которые анализируют световой поток, отраженный от поверхности планеты. Изучая какие длины волн света поглощаются поверхностью, а какие отражаются, можно получить представление о том, какие минералы или другие соединения находятся на ее поверхности.
Зонд LRO (лунный орбитальный разведчик) позволил выявить много интересного о спутнике нашей планеты.
Проблема в то, что лунная поверхность нагревается в течении дня, особенно в широтах где расположены исследуемы вулканические отложения. Это означает что помимо света, отраженного от поверхности, спектрометр принимает отраженное тепло.
Это тепловое изучение находиться в тех же длинах волн, которые необходимы для определения наличия воды в вулканических отложениях. Для решения этой проблемы исследователи прибегли к лабораторному моделированию. Используя образцы лунного грунта, полученные во время миссий Аполлон 15 и 17, и детальный температурный профиль исследуемых областей поверхности Луны, ученых удалось получить термическую коррекцию для данных спектрометра.
Результаты наблюдений научного прибора Moon Mineralogy Mapper (лунного минерального картографа) установленного на борту Индийского космического корабля Chandrayaan-1 показали убедительные доказательства наличия воды практически во всех вулканических отложениях, включая отложения вблизи посадочных мест миссий Аполлон 15 и 17, где были собраны образцы.
Источник
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
Космический лёд. Чем отличается лунная вода от земной и можно ли её пить
Выяснилось, что запасы важнейшего для нашей планеты вещества сохранились на пустынной и беззащитной поверхности Луны даже там, где ярко светит Солнце. И это прекрасная новость для тех, кто будет работать на постоянных лунных станциях.
Лунный грунт, доставленный на Землю советским межпланетным аппаратом «Луна-16» в 1970 году. Фото © ТАСС / А. Вольгемут, Ю. Устинов, В. Шеффер
Это лунный грунт. Его доставил на Землю советский аппарат «Луна-16». Межпланетная станция, оснащённая буровым станком, мягко приземлилась в море Изобилия, набрала 101 грамм почвы и улетела с ценным грузом домой на собственной ракете. Посадочная ступень, конечно, осталась на Луне.
Это было в 1970 году — через год после того, как на Луне побывал экипаж «Аполлона-11». Американцы тогда привезли целых 22 килограмма. И со следующих миссий тоже привозили, набралось в общей сложности около 380 килограммов. Но достоверно заявить, что в этом грунте есть вода, американским учёным не удавалось: не очень герметично он был упакован, были подозрения, что вода проникала из нашей же атмосферы.
Меж тем Советский Союз в 1976 году повторил свою успешную миссию. «Луна-24» доставила 170 граммов грунта в идеально закрытой капсуле. И спустя два года кропотливых исследований было официально объявлено, что в этих 170 граммах примерно 0,1% воды.
Макет советской межпланетной станции «Луна-24», с помощью которой на Луне впервые нашли следы воды. Фото © Twitter / roscosmos
Это был прощальный подарок советской космонавтики. После этого почти 40 лет на Луну ничто созданное человеком не садилось. Лишь через 18 лет американский зонд «Клементина» подтвердил, что советские планетологи были правы. Он проводил радиолокацию лунной поверхности: посылал на неё сигналы, они отражались и принимались антеннами. И оказалось, что в районе бассейна Эйткена — это у Южного полюса — отражённый сигнал по мощности именно такой, какой бывает от воды. Точнее, ото льда. В 98-м году «Лунный геолог» (Lunar Prospector) с помощью своего спектрометра определил, что на поверхности примерно 1% воды, то есть, по тогдашним оценкам, 300 миллионов тонн.
Можно сказать, в одном кубическом метре лунного реголита порядка одного ведра воды. Чувствительность приборов позволяет проанализировать состав лунной поверхности на глубине до одного метра. Теперь нужно выяснить, есть ли вода на большей глубине, нужно лететь и бурить
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
След катастрофы. Загадки обратной стороны Луны
В NASA, кстати, пытались проверить наличие воды на Луне путём интересного эксперимента: после выполнения всех задач Lunar Prospector решили посадить на поверхность. Или, может быть, скорее позволить ему упасть в заранее назначенной точке. Учёные надеялись, что от падения поднимется шлейф и измерительные приборы засекут в этом шлейфе ледяные кристаллики. Засечь должны были «Хаббл» и две обсерватории на Земле. Но только ничего не получилось: Lunar Prospector эффектно упал куда надо, а никакой пыли не поднялось. Хотя даже небольшое лунотрясение было. Обидно.
Попытку повторили через десяток лет — в 2009 году. И на этот раз всё-таки получили то, что хотели: одна из ступеней ракеты — носителя зонда Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) упала в кратер Кабеус (опять-таки в лунной «Антарктиде») и нарушила его вечный покой. Вверх поднялись пыль и пар. Самый настоящий, водяной.
Облако пыли и водяного пара, поднявшееся в результате падения ступени ракеты-носителя в лунный кратер Кабеус. Фото © NASA
Чуть позже залежи замёрзшей воды нашлись и на лунном севере — в четырёх десятках кратеров диаметром от двух до пятнадцати километров. Как сообщили в NASA, совокупный объём водяных запасов в них — в районе 600 миллионов тонн.
В основном этот лёд космического происхождения. Это результат столкновения комет с Луной. Известно, что комета — это по большей части гигантская глыба льда. При ударах комет вода сначала распространяется по поверхности в виде водяного пара, возникает временная атмосфера, а затем она оседает слоем космического инея, а при повторных ударах уходит вглубь поверхности
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Google-карты не помогут. Как найти на Луне американский флаг
А это опять юг. Наверное, самый льдистый лунный кратер. Находится практически на самом полюсе. Вода составляет около 22% его поверхности. Она есть и на дне (на четырёхкилометровой глубине), и на склонах. Там, внизу, всегда темно и очень холодно — минус 150 по Цельсию и ниже. Как подчёркивают планетологи, это идеальные условия для сохранения льда.
Богатый водяным льдом кратер Шеклтон рядом с Южным полюсом Луны. Фото © NASA
Вот результат работы сканера Moon Mineralogy Mapper («Картограф лунной минералогии»), установленного на индийском аппарате «Чандраян-1». Голубые точки — это лёд.
Распределение поверхностного льда на Южном (слева) и Северном (справа) полюсе Луны. Фото © NASA
А теперь к этому списку открытий прибавилось ещё одно. Впервые воду нашли на видимой стороне Луны. А именно в кратере Клавий, это снова на юге. При наличии достаточно острого зрения его можно даже рассмотреть невооружённым глазом. Это один из древнейших и крупнейших лунных кратеров. Ему без малого четыре миллиарда лет. Значит, то, что оставило этот 230-километровый след, упало почти четыре миллиарда лет назад, то есть на заре формирования Солнечной системы. Стратосферная обсерватория SOFIA, установленная на борту самолёта Boeing 747SP, зафиксировала в Клавии признаки воды своей инфракрасной камерой: запечатлела свет соответствующей длины волны. То есть там тоже сверкает лёд. Измерения показывают, что внутри кратера концентрация воды примерно 355 миллилитров на кубометр грунта. Это раз в сто меньше, чем в пустыне Сахаре. И тем не менее чудо!
Лунный кратер Клавий. Фото © Flickr / Szabolcs Nagy
Обнаружение водяного льда на поверхности Луны, освещаемой Солнцем, — это важный результат, потому что это облегчает доступ к водяным ресурсам, проще будет использовать эту воду, если она есть на освещённой поверхности
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Спустя почти полвека наша страна наконец возвращается к полноценным исследованиям Луны. «Луна-25» просто обязана полететь в 2021 году: это будет поздравление создателям исторической «Луны-24» с 45-летием миссии. Правда, грунт новая станция не соберёт, но исследует ландшафт у Южного полюса: именно там решили строить российскую лунную базу. К воде поближе.
Я практически уверен, что мы возвращаемся на Луну навсегда. Люди будут не просто высаживаться на поверхности, как во времена лунной гонки в середине прошлого века, а посещать её регулярно, она будет чем-то вроде Антарктиды
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
«Предок» Curiosity. Что случилось с первым марсоходом в истории
Согласно утверждённому плану, в 2029 году космический корабль «Орёл» доставит космонавтов на окололунную орбиту, а в 2030-м российский экипаж высадится на Луне на две недели. Ещё через четыре года на спутник доставят первый модуль будущей базы — и начнётся её строительство. В основном на Луне будут работать роботы, пояснил Игорь Митрофанов, а люди будут наведываться по мере необходимости.
Можно будет работать в земном институте и управлять процессом удалённо, как мы сейчас удалённо вынуждены работать. Но не всё можно поручить автоматам. Есть такие ситуации, когда требуется человеческая интуиция, человеческая догадка, и в этих случаях человек необходим. И в этих случаях будет, как мы говорим, интеграция и пилотируемой космонавтики, и автоматов для того, чтобы проводить эксперименты, которые нам понадобятся
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Одна из главных задач, по мнению учёного, — разработать надёжную защиту от космической радиации. Вот для этого человек на Луне точно будет нужен.
Если мы когда-то в перспективе собираемся лететь на Марс — а мы собираемся лететь на Марс, — то мы обязаны разработать системы защиты от радиации при продолжительном пребывании вне земного магнитного поля в условиях слабой гравитации. Очень может быть, что специалисты просто потребуют проведения таких экспериментов, когда люди там будут находиться продолжительное время
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Запасов воды на Луне хватит на все нужды, заверил доктор физико-математических наук: и на жизнедеятельность космонавтов и астронавтов, и на водородное топливо для будущих энергоустановок. Другой вопрос, подходит ли эта вода нам, землянам.
В кометной воде могут быть межзвёздные примеси, сложные молекулы. Ясно, что никто не стал бы рекомендовать космонавтам сразу же эту воду пить, но её легко очистить
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Лунные ледники хранят множество тайн, считает учёный. Некоторые из них могут оказаться ровесниками самой Луны, а значит, «помнят», что было в самом начале. Может быть, даже то, как всё-таки возникла жизнь на Земле.
Источник