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
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
Луна: есть ли на Луне атмосфера, вода и кислород?
Мы привыкли наблюдать Луну на вечернем и ночном небе. Даже невооруженным глазом можно увидеть кратеры и возвышенности на ее поверхности. Люди давно задавались вопросами: «Сколько лет нашему спутнику?», «На Земле есть атмосфера, а существует ли она на Луне?», «Может на ее поверхности быть кислород, вода, и обитаема ли она?».
Современные ученые точно могут ответить на эти вопросы.
Основные сведения, которые нужно знать
Расстояние до Луны составляет 384 401 километр. Она одного возраста с Землей и остальной Солнечной системой, то есть появилась около 4,5 миллиарда лет назад и сформирована из камней и льда.
Наш спутник всегда показывает нам одну сторону. Это происходит потому, что у Земли и Луны одинаковый период вращения вокруг своей оси — 27,3 дня. Тень, которую отбрасывает планета, заставляет уменьшаться либо увеличиваться яркий диск на небе.
На Луне очень большие перепады температур. На солнечной стороне от +130 °С и -170 °С на темной.
Есть ли на Луне атмосфера?
Как мы знаем, атмосфера Земли состоит из газа и образует оболочку, называемую воздухом. Ее удерживает гравитация, не давая газовым молекулам улететь в космос.
Поскольку у Луны очень маленькое притяжение, оно не может удержать достаточное количество газов для создания полноценной атмосферы. Несмотря на это, на нашем спутнике все-таки есть разряженная газовая оболочка, которая состоит из гелия, водорода, неона и аргона.
Однако вряд ли тот факт, что на Луне есть атмосфера, имеет для нас какое-то значение, потому что человек не сможет дышать там без скафандра.
Еще на Луне не слышно звуков и не бывает ветра. Лучи Солнца не рассеиваются в воздухе, поэтому небо там всегда черное, и даже днем над светлой стороной видны звезды.
Кислород, вода и еще некоторые сведения о Луне
Раз на Луне присутствует атмосфера, есть ли там вода?
Вода представлена на спутнике в виде льда. Если на Луне нет погоды или атмосферы, то откуда он там взялся?
Ученые полагают, что на Земле вода, вероятно, появилась из комет, которые состоят изо льда, смешанного с камнями. Они врезались в поверхность, когда планета была еще очень-очень молодой. Лед на Луне мог появиться таким же образом. Большая часть воды на Луне испарилась давным-давно, но на Южном полюсе еще осталась, потому что он находится в темной области, где никогда не бывает солнца.
Сразу возникает еще один вопрос: присутствует ли на Луне кислород, если мы выяснили, что у нее есть атмосфера и даже вода? Кислород в свободном состоянии не выявлен, однако на поверхности при помощи телескопа «Хаблл» найдены большие территории ильменита — минерала, кристаллическая решетка которого содержит огромное количество кислорода. Так что, и на этот вопрос можно ответить утвердительно.
Итак, теперь мы знаем, что условные атмосфера, вода и кислород на Луне есть, хотя и вряд ли люди смогут их использовать для проживания.
Грустно, но с каждым годом спутник отдаляется от Земли на несколько сантиметров. Однажды наступит тот момент, когда он преодолеет силу земной гравитации. Тогда Луна улетит от нас и будет путешествовать, пока ее не притянет к себе следующее, более тяжелое космическое тело.
Источник