2014-04-29

Вода на місяці

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 голосів)

Можна вважати, що історія цілеспрямованого пошуку місячної води почалася в 1998 році після того, як американський супутник «Лунар проспектор» за допомогою нейтронного спектрометра виявив на Місяці сліди води. Точніше, водню, тому що такий спектрометр відчуває себе саме цей елемент. Однак водень - летючий газ, утриматися на Місяці він ніяк не може. Тому виникла гіпотеза про те, що він входить до складу молекул води. Знахідка води на Місяці - подія така неординарна, що вчені, перш ніж серйозно обговорювати перспективи, які відкриваються (місячна вода суттєво полегшила б постачання місячної бази як продуктами харчування, так і паливом для водневих елементів), вирішили дочекатися підтвердження. Нові непрямі дані отримав корабель «Кассіні», який, відправляючись в довгий шлях до Сатурна, при калібруванні своїх приладів в 1999 році теж помітив сліди води в інфрачервоних спектрах відбиття, але про них вирішили нікому не розповідати, вважаючи це артефактом. Тому що насправді води на Місяці бути не може. «Якщо б вода або лід були присутні у кількості, на яку вказують спектри, то при їхньому випаровуванні на розігрітій денній стороні Місяця виникла б тимчасова розріджена атмосфера. Її давно виявили б як астронавти, які побували на Місяці, так і земні спостерігачі ».

Однак сумнів у відсутності води на Місяці зародився, і астрохіміки стали приділяти більше уваги особливостям спектру відбиття нашого супутника. Тим більше що сліди водню або води знаходили і на розпеченому Меркурії, і на астероїдах, відповідно в 1993 і 1995 роках.

Чергові відомості надійшли вже в XXI столітті. У 2007 році колишній «Дип імпакт», який після скидання на комету пробійника та вивчення пилу зберіг працездатність і тепер називається «Епоксі», проводив чергове калібрування свого інфрачервоного спектрометра, призначеного для вивчення води в кометній речовині. І під час калібрування він виявив сліди води в районі місячного екватора, а влітку 2009 року - в районі полюсів. «Вода, атоми водню і гідроксили зосереджені в шарі місячної поверхні товщиною всього в декілька міліметрів. Тому їх дуже мало. Переробивши тонну ґрунту, ми добудемо лише кварту води, а на екваторі й того менше - кілька чайних ложок », - повідомив Джим Грін, директор відділу планетології НАСА. А ось як формулює результати дослідження в бесіді з прес-секретарем університету Лі Тюном 24 вересня 2009 Джессіка Саншайн з Мерілендського університету, яка допомагала аналізувати результати, отримані «Епоксі»: «Ми бачили, як молекули води буквально на наших очах утворюються на денній стороні Місяця і незабаром зникають. Ми поки що не дуже розуміємо механізм, але з отриманих даних випливає, що існує денний кругообіг місячної води. Вранці вона утворюється, вдень зникає і з'являється знову під вечір, коли поверхня Місяця остиває. Води небагато - окремі молекули, які осіли на частинки ґрунту ».

«Ці дані дуже сирі, і, швидше за все, « денний круговорот » - артефакт, адже ніякої атмосфери на Місяці не виявлено. Вдень, коли місячна поверхня прогрівається, її теплове випромінювання зростає і дає помітний внесок у прийнятий сигнал, рівний сумі випромінювання і відбиття. Якщо цей внесок не відняти повністю з сигналу, то вийде збільшення відображення, тобто зменшення поглинання, що можна інтерпретувати як випаровування частини води вдень », - коментує Л. В. Старухіна.

Тим не менше в якості однієї з гіпотез американські дослідники висунули ідею про те, що вода все-таки утворюється в результаті взаємодії швидких протонів (тобто іонів водню) сонячного вітру з оксидами у місячному ґрунті.

У проміжку між дослідженнями американців воду на Місяці в кінці 2008 – на початку 2009 року шукали індійці на чолі з американкою Карлі Пітерс. Робили вони це за допомогою встановлених на супутнику «Чандраян-1» американського інфрачервоного спектрометра, призначеного для побудови карти розподілу мінералів, і шведського детектора високоенергетичних атомів, що летять від поверхні планети. Перший також показав наявність смуг поглинання води на всьому Місяці, а другий виявив, що від усіх ділянок поверхні Місяця, і полярних, і екваторіальних, летять нейтральні атоми водню. Вони утворюються в результаті того, що кожен п'ятий протон сонячного вітру відскакує від поверхні і відлітає геть, але по дорозі він встигає захопити електрон. Швидкість таких атомів складає 200 км/с. Вимірюючи їх потік, керівник цього проекту Станіслав Барабаш з шведського Інституту космічної фізики в Кіруні сподівається судити про розподіл водню на поверхні планети. Швидше за все, у Меркурія потік таких атомів виявиться ще сильнішим. Можливо, в цьому скоро вдасться переконатися, оскільки два аналогічних детектора включені в проект експедиції Європейського космічного агентства «БепіКоломбо».

Влітку 2009 року до досліджень приступив американський супутник «Лунар реконесенс орбітер». Він оснащений всім необхідним для того, щоб вивчати місячну воду. У нього є нейтронний спектрометр, здатний побудувати карту розподілу водню, вимірювач температур для пошуку холодних пасток, де лід міг би накопичуватися, і вимірник крутизни схилів, що дозволяє оцінювати, наскільки велика затінена область. За допомогою всіх цих приладів «Лунар реконесенс орбітер» знайшов на Південному полюсі кратер з імовірно великим об'ємом льоду, і в нього був направлений 9 жовтня 2009 супутник LCROSS (Місячний супутник спостереження і вимірювань кратера), спеціально призначений для бомбардування Місяця. Як передбачалося, аналізуючи склад піднятого при ударі пилу, можна буде упевнитися, що в холодній пастці дійсно накопичилося чимало льоду. Стовп пилу виявився зовсім не таким вражаючим (є думка, що падаючий супутник навели на ціль недостатньо ретельно), і ніякої води в ньому помітити поки не вдалося, хоча американські вчені не втрачають надії і цілком задоволені обсягом отриманих даних.

У цілому, судячи з матеріалів, призначених для журналістів, наукове співтовариство приходить до висновку, що вода на Місяці дійсно є. Чи так це насправді? Ось що думає з цього директор Харківської обсерваторії доктор фізико-математичних наук Ю.Г. Шкуратов: «На нашу думку, всі ці супутники, швидше за все, знаходять протони сонячного вітру, імплантовані в частинки ґрунту, які на Місяці представлені головним чином силікатами. Відомо, що швидкі протони руйнують іонні зв'язки і з'єднуються з киснем силікатів, утворюючи іони гідроксилу. У інфрачервоній області смуги поглинання гідроксилу, води і льоду практично збігаються, тому розрізнити їх за наявними даними неможливо ».

Мабуть, внести ясність у проблему місячної води зможуть тільки експедиції за участю роботів-місяцеходів, здатних провести прямі вимірювання вмісту води, водню і гелію в місячних породах. Направляти ж їх потрібно в райони затінених кратерів на полюсах. Це випливає з досліджень харківських астрономів з хімії космосу.

Коментарі:

blog comments powered by Disqus