НАСА обнаружило воду на Луне. Почему это важно для будущих экспедиций?
- Виктория Гилл
- Научный корреспондент Би-би-си
Автор фото, NASA
Подпись к фото,НАСА хочет построить на Луне постоянные базы
Несколько дней назад НАСА заинтриговало научную общественность, сообщив, что вскоре будет объявлено об очень интересном открытии, связанном с Луной. И вот космическое агентство представило убедительные доказательства наличия воды на спутнике Земли.
Это «не оставляющее сомнений доказательство наличия воды» даст дополнительный толчок для развития программы НАСА по созданию лунной базы. Ожидается, что экспедиция сможет функционировать на Луне, используя ее природные ресурсы.
При этом, если раньше воду находили в постоянно затемненной части лунных кратеров, то теперь ее выявили в местах, освещаемых солнцем.
Хотя признаки наличия воды на Луне фиксировались и раньше, нынешние открытия дают повод предположить, что ее больше, чем ранее считали ученые. «Благодаря этому у нас появилось больше потенциальных источников добычи воды на Луне. Место размещения лунной базы во многом будет зависеть от того, где находится вода», — рассказала Би-би-си планетолог из Открытого университета Ханна Сарджент.
НАСА объявила, что отправит женщину и мужчину на поверхность Луны в 2024 году, чтобы подготовиться к следующему «гигантскому скачку» — высадке людей на Марс уже в 2030-х годах.
По словам Сарджент, это подразумевает, что освоение космоса должно стать более самодостаточным. «Частично это подразумевает использование местных ресурсов, особенно воды», — добавила Сарджент.
Автор фото, Victoria Gill
Подпись к фото,Наличие воды может стать одним из решающих факторов при выборе места для лунной базы
Как ученые нашли воду на Луне?
Первое открытие было сделано с помощью инфракрасного телескопа «София».
Обсерватория находится на борту самолета Boeing 747 и проводит наблюдения за звездным небом из стратосферы, благодаря чему ученым не мешает пар, находящийся в атмосфере.
Направляя инфракрасное излучение на лунную поверхность, ученые могут выяснить, что конкретно его отражает. Разные тела излучают разную энергию в инфракрасном спектре. В данном случае исследователи определили излучение, которое совпадает с излучением молекул воды.
Ученые предполагают, что молекулы воды могут находиться в пузырях лунного стекла или между песчинками на поверхности, которые защищают их в суровых условиях.
В другом исследовании ученые занимались поиском постоянно затемненных областей, которые называют ловушками холода. Потенциально вода в них может находиться постоянно. Ученые выяснили, что подобные холодные ловушки есть у обоих полюсов спутника, и пришли к выводу, что на площади примерно 40 тыс. кв. км лунной поверхности может быть вода.
Автор фото, Lockheed Martin
Подпись к фото,Астронавты отправятся к Луне на космическом корабле «Орион»
Насколько важно это открытие?
По словам Сарджент, это открытие расширяет список мест, на которых можно было бы построить базу.
В ближайшие годы запланировано несколько миссий, которые отправятся к Луне для изучения ее околополюсных областей. В долгосрочной перспективе планируется строительство постоянных обитаемых баз на поверхности спутника.
«Это может повлиять [на принятие решений]. У нас есть время, чтобы провести необходимые исследования. Но этого времени не так много, потому что мы уже прорабатываем идеи по строительству лунной базы и решаем, где она будет находиться. Мы все равно собирались лететь на Луну. Но теперь у нас есть больше вариантов, и теперь туда хочется отправиться еще больше», — добавила Сарджент.
По словам экспертов, добыча воды изо льда может существенно помочь будущим колонистам.
Будет гораздо дешевле изготавливать ракетное топливо на Луне, а не доставлять его с Земли. Поэтому в будущем для возвращения на Землю или для полета к другим космическим объектам люди смогут получать из воды водород и кислород, которые обычно применяются для заправки космических аппаратов.
Получение топлива на Луне поможет снизить стоимость космических путешествий и позволит сделать лунную базу более доступной.
Российские ученые удивлены, что американцы заново нашли воду на Луне
https://ria.ru/20201026/luna-1581656869.html
Российские ученые удивлены, что американцы заново нашли воду на Луне
Российские ученые удивлены, что американцы заново нашли воду на Луне — РИА Новости, 26.10.2020
Российские ученые удивлены, что американцы заново нашли воду на Луне
Информация о том, что на освещенной стороне Луны есть признаки воды, известна российским ученым с 2010 года, однако американские коллеги до последнего… РИА Новости, 26.10.2020
2020-10-26T20:22
2020-10-26T20:22
2020-10-26T21:58
хочу стать космонавтом
луна
космос — риа наука
институт космических исследований
российская академия наук
наса
сша
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn24.
img.ria.ru/images/147475/15/1474751555_0:79:800:529_1920x0_80_0_0_64cc11656e58d1559146f5af9c040bca.jpg
МОСКВА, 26 окт — РИА Новости. Информация о том, что на освещенной стороне Луны есть признаки воды, известна российским ученым с 2010 года, однако американские коллеги до последнего отказывались в нее верить, заявил РИА Новости заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Института космических исследований РАН.По его словам, в американской статье заслуги за это открытие полностью «в пользу их программы «Артемида» (возвращение США на Луну в 2024 году. — Прим. ред.).Он рассказал, что признаки воды на освещенных участках Луны обнаружили еще в 2009 году с помощью российского прибора LEND, поэтому сообщения о подобном открытии это «не новость».LEND создали в кооперации с США и установили на американском лунном спутнике LRO.»Исходно американская концепция заключалась в том, что вода на полюсах находится только в постоянно затененных кратерах. Когда мы начали наш эксперимент LEND на борту американского аппарата LRO, то увидели признаки воды не только в затененных кратерах, но и на регулярно освещаемой поверхности», — пояснил ученый, добавив, что после этого статья российских ученых появилась в журнале Science.
Он пояснил, что большинство американских специалистов до сих пор стояли на позиции, что вода находится только в затененных кратерах.»Сейчас в этой статье они сделали «великое американское открытие»: они увидели, что вода есть на освещаемой поверхности», — добавил Митрофанов.По его словам, согласно российским данным, вода может находиться почти на поверхности — под тонким слоем лунного вещества.»Очередной великий успех американской науки, я их поздравляю», — с иронией прокомментировал ученый презентацию НАСА.
https://ria.ru/20201025/rogozin-1581496277.html
https://ria.ru/20201024/kosmos-1581316728.html
луна
сша
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.
ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn24.img.ria.ru/images/147475/15/1474751555_0:4:800:604_1920x0_80_0_0_db0b9ddee22956b1565768e2321dd28a.jpgРИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
луна, космос — риа наука, институт космических исследований, российская академия наук, наса, сша
МОСКВА, 26 окт — РИА Новости. Информация о том, что на освещенной стороне Луны есть признаки воды, известна российским ученым с 2010 года, однако американские коллеги до последнего отказывались в нее верить, заявил РИА Новости заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Института космических исследований РАН.
По его словам, в американской статье заслуги за это открытие полностью «в пользу их программы «Артемида» (возвращение США на Луну в 2024 году. — Прим. ред.).«И конечно, (статья) ни слова не говорит о том, что мы раньше это опубликовали: о том, что вода также может находиться в веществе, которое освещается Солнцем», — сказал Митрофанов.
Он рассказал, что признаки воды на освещенных участках Луны обнаружили еще в 2009 году с помощью российского прибора LEND, поэтому сообщения о подобном открытии это «не новость».
LEND создали в кооперации с США и установили на американском лунном спутнике LRO.
25 октября 2020, 22:43Хочу стать космонавтомРогозин назвал новую лунную гонку бессмысленной«Исходно американская концепция заключалась в том, что вода на полюсах находится только в постоянно затененных кратерах. Когда мы начали наш эксперимент LEND на борту американского аппарата LRO, то увидели признаки воды не только в затененных кратерах, но и на регулярно освещаемой поверхности», — пояснил ученый, добавив, что после этого статья российских ученых появилась в журнале Science.
Он пояснил, что большинство американских специалистов до сих пор стояли на позиции, что вода находится только в затененных кратерах.
«Сейчас в этой статье они сделали «великое американское открытие»: они увидели, что вода есть на освещаемой поверхности», — добавил Митрофанов.
По его словам, согласно российским данным, вода может находиться почти на поверхности — под тонким слоем лунного вещества.
«Очередной великий успех американской науки, я их поздравляю», — с иронией прокомментировал ученый презентацию НАСА.24 октября 2020, 11:03НаукаРадиолюбитель усомнился в испытании США водяного двигателя в космосеВпервые обнаружена вода на видимой стороне Луны
На протяжении большей части космической эры Луна считалась безводным миром. Однако в последние годы череда открытий показала, что по крайней мере некоторые части Луны, такие как большие постоянно затененные кратеры на ее полюсах, содержат значительные скопления водяного льда.
На этой неделе два новых исследования, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что на Луне куда больше воды, чем считалось ранее.
Такие открытия полезны для различных космических агентств, которые планируют амбициозные пилотируемые миссии по исследованию Луны и даже созданию там поселений. В конце концов, там, где есть вода, может быть жизнь — даже если для этой жизни по-прежнему требуются скафандры и защищенная от радиации среда обитания.
Четкое обнаружение от атмосферной обсерватории
Ученые вновь заговорили о воде на Луне после изучения данных, собранных Стратосферной обсерваторией НАСА для инфракрасной астрономии (SOFIA). Она представляет собой модифицированный самолет Boeing 747SP, летающий на высотах выше 10 км, что обеспечивает его 2,7-метровому телескопу чистое небо без 99% водяного пара, мешающего наблюдениям. Это создает уникальную возможность, которая позволяет проводить быстрые наблюдения в инфракрасном диапазоне без использования дорогих космических телескопов.
В конце августа 2018 года группа во главе с Кейси Хоннибалл, научным сотрудником в Центре космических полетов имени Годдарда, использовала инфракрасные приборы на борту SOFIA для изучения освещенной Солнцем поверхности Луны. Наблюдения, которые длились всего 10 минут, были сосредоточены на области в высоких южных широтах недалеко от большого лунного кратера Клавий, и они показали сильное инфракрасное излучение с длиной волны шесть микрон от кратера и окружающего ландшафта. Иными словами, будучи нагретой Солнцем, поверхность Луны переизлучает поглощенное излучение, и в этом спектре есть молекулярная вода — обычная h3O.
«Нам неизвестен какой-либо другой материал, приемлемый для Луны, который также имеет линию в спектре на 6 мкм, кроме h3O», — сообщают Хоннибалл и ее коллеги-исследователи в своей новой статье. Авторы считают, что предполагаемая вода, скорее всего, хранится в вулканическом стекле природного происхождения или зажата между микроскопическими зернами каменной пыли.
Обсерватория SOFIA.
Такие сценарии могут обеспечить защиту от экстремальных температур и вакуума, позволяя воде сохраняться на поверхности Луны. Объяснений тому, как она туда попала, пока нет, но основное предположение состоит в том, что вода могла образоваться из свободного кислорода и водорода, высвободившихся из лунных пород в результате ударов микрометеоритов.
Обнаруженная концентрация воды не слишком велика: от 100 до 412 частей на миллион, то есть литр воды содержится приблизительно в трех кубометрах лунного грунта. Для сравнения, даже в самых засушливых регионах Сахары воды на два порядка больше. Однако нужно понимать, что за 10 минут работы стратосферная обсерватория успела исследовать лишь один участок — огромный ударный кратер Клавий, видимый с Земли. Поэтому остается шанс, что в других местах воды будет больше.
По словам Хоннибалл, использование SOFIA — это новый и уникальный подход к изучению Луны, но это не первый случай, когда наземные наблюдения уловили шестимикронное излучение от нашего спутника.
По ее словам, наблюдения на воздушном шаре, выполненные астрономами Г. Р. Хантом и Дж. У. Солсбери более 50 лет назад, показали эту же особенность в спектре. Но Хант и Солсбери не упомянули об этом в своей статье, опубликованной в 1969 году. Вместо этого они сосредоточились на описании минералов на поверхности Луны. «Возможно, они просто не знали, что сделали огромное открытие», — размышляет Хоннибалл.
Стакан наполовину полон
Хоннибалл и ее коллеги уже получили дополнительное время для продолжения работы на SOFIA. «Мы надеемся составить водную карту большей части видимой Луны», — говорит она. «Меняется ли количество воды на поверхности Луны в зависимости от лунного времени суток и широты? Это поможет нам понять ее источники и где именно она находится».
А это, в свою очередь, может рассказать миру, насколько полезной окажется эта новооткрытая вода. Ее получение будет простым, если вода существует преимущественно на поверхности в каменных зернах: нужно всего лишь зачерпнуть лунный грунт и выпарить из него драгоценную влагу.
Кратер Клавий — именно здесь SOFIA нашла воду.
Джек Шмитт, геолог, который, как член экипажа Аполлона-17, остается единственным профессиональным ученым, побывавшим на Луне, говорит, что измерения SOFIA, возможно, обнаруживают не настоящую молекулярную воду, а нечто более неуловимое и непостоянное. Предыдущие исследования показали, что протоны солнечного ветра, бомбардирующего Луну, могут поглощать электроны из материалов на ее поверхности, образуя атомарный водород, который затем вступает в реакцию с атомами кислорода из силикатных горных пород, образуя гидроксил — молекулу OH, у которой всего одного атома водорода не хватает до воды.
В любом случае, независимо от того, какое вещество стоит за обнаруженной с помощью SOFIA спектральной особенностью, Шмитт отмечает, что простые химические процессы должны позволять получать влагу даже из абсолютно сухого лунного материала. «Нагрев водородсодержащего реголита до нескольких сотен градусов приведет к тому, что часть водорода вступит в реакцию с кислородом в силикатах с образованием воды практически в любом месте на Луне», — говорит он.
Маленькие тени таят в себе большие возможности
В другой статье, опубликованной вместе с исследованием SOFIA в журнале Nature Astronomy, говорится об открытии большого количества постоянно затененных участков на Луне — защищенных от солнечного света мест, известных как холодные ловушки, в которых чрезвычайно низкие температуры позволяют воде накапливаться, замерзать и храниться практически вечно.
Ученые десятилетиями изучали такие лунные регионы на предмет их водного потенциала, но предыдущие работы были в основном сосредоточены на больших холодных ловушках в огромных кратерах на полюсах Луны.
Напротив, новое исследование расширяет диапазон рассматриваемых размеров холодных ловушек до одного сантиметра в диаметре.
На Луне хватает мест с вечной тенью — их помогает найти зонд LRO.
Анализируя изображения с высоким разрешением, полученные с орбитального аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter, группа ученых во главе с планетологом Полом Хейном из Университета Колорадо обнаружила, что такие холодные микроловушки гораздо более распространены, чем хорошо изученные макроловушки вблизи полюсов Луны. Их работа увеличивает общую площадь поверхности, способную накапливать воду, примерно до 40 000 квадратных километров — сравнимо с площадью Московской области.
«Недавно обнаруженные холодные микроловушки являются крайне многочисленными на Луне, их в тысячи раз больше, чем было нанесено на карту ранее», — говорит Хейн. «Если все они заполнены льдом, это может дать нам значительное количество воды, возможно, миллионы тонн».
Однако Хейн добавляет, что отбор проб на месте роботами или астронавтами необходим для правильной оценки фактического содержания льда в каждой из ловушек. «Что действительно интересно в холодных микроловушках, так это то, что они намного более доступны, что может обеспечить более эффективную добычу и использование полученной воды как в научных, так и в прикладных целях», — говорит он.
Действительно, такое резкое увеличение крошечных потенциальных ледяных резервуаров делает их намного более доступными для будущих миссий, говорит Хейн, потому что они существуют в областях, где на залитой солнечным светом поверхности астронавт сможет удобно и безопасно использовать необходимые инструменты, чтобы добраться до холодной тени, где можно добыть водяной лед.
На данный момент, чтобы лучше оценить возможности холодных микроловушек, Хейн и его коллеги готовят высокотехнологичную камеру, получившую название Lunar Compact Infrared Imaging System (Лунная компактная система получения инфракрасных снимков), которая отправится на Луну в рамках коммерческой миссии НАСА Lunar Payload, нацеленной на подробное изучение южных приполярных областей нашего спутника. Миссия должна достичь Луны в 2022 году, и тогда же новая камера впервые сделает снимки холодных микроловушек крупным планом и измерит их температуру, а также оценит количество льда в них.
Карта возможного распределения водяного льда на Южном и Северном полюсах Луны.
Прямые исследования
С одной стороны, исследования SOFIA и открытие холодных микроловушек — отличная новость. Тем не менее, общая картина остается прежней, говорит Ян Кроуфорд, лунный эксперт из Биркбекского университета в Лондоне. По его словам, очевидно, что чем легче достать воду на Луне, тем больше будут полагаться на ее добычу при проработке будущих миссий. В конце концов, освоение лунной воды в качестве ресурса может дать толчок к развитию долговременных баз на нашем спутнике, где это сырье можно использовать в том числе для создания ракетного топлива. На данный момент, однако, «срочно необходимы наземные измерения для подтверждения выводов, сделанных на основе дистанционного зондирования», — говорит Кроуфорд.
Анхель Аббуд-Мадрид, директор Центра космических ресурсов в Голдене, штат Колорадо, также отмечает, что прямые измерения являются наиболее важным следующим шагом, который следует из новых результатов. «Теперь необходимо прикоснуться к поверхности Луны и собрать максимально подробную информацию», — говорит он. «Подтверждение не только существования водяного льда, но и его количества и доступности является обязательным условием для продолжения развития существующих планов по колонизации Луны».
iGuides в Telegram — t.me/igmedia
iGuides в Яндекс.Дзен — zen.yandex.ru/iguides.ru
: Технологии и медиа :: РБК
Телескоп NASA обнаружил молекулы воды в одном из крупнейших кратеров, расположенных на освещенной Солнцем стороне Луны. Однако концентрация воды там крайне мала: в 100 раз меньше, чем во всей пустыне Сахара
Фото: NASA / Global Look Press
NASA нашло доказательства того, что на освещенной Солнцем стороне Луны есть вода. Об этом сообщил глава ведомства Джим Брайденстайн.
«Мы впервые подтвердили наличие воды на солнечной стороне Луны благодаря данным, полученным с телескопа SOFIA. Мы еще не знаем, сможем ли мы использовать ее в качестве ресурса», — написал он в Twitter.
Открытие было сделано в ходе исследований, проводившихся в Стратосферной обсерватории ИК-астрономии (SOFIA). Это совместный проект NASA и Германии. Обсерватория работает на самолете Boeing 737, который поднимает телескоп на высоту 13 тыс. м от Земли.
Именно этот телескоп обнаружил молекулы воды на Луне. Они нашлись в одном из крупнейших кратеров, видимых с Земли, — кратере Клавиус.
Однако концентрация обнаруженной воды оказалась очень мала. «Для сравнения: в пустыне Сахара в 100 раз больше воды, чем SOFIA обнаружила в лунном грунте», — пояснили в NASA.
На Луне нашли новые запасы водного льда. Их площадь сопоставима с Московской областью — Наука
ТАСС, 26 октября. Обсерватория SOFIA обнаружила в небольших темных кратерах на Луне множество скоплений воды. Их общая площадь составляет около 40 тыс. км2, что эквивалентно размерам Московской области или, например, небольшого европейского государства. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nature Astronomy.
«Представьте себе, что вы стоите в окрестностях полюса Луны. Вы увидите множество темных областей, куда свет Солнца никогда не попадает. Если мы правы, то вода на Луне встречается гораздо чаще, чем мы предполагали. Ее хватит для решения всех задач, с которыми может столкнуться NASA, в том числе для производства топлива и обеспечения жизни будущих колонистов», – рассказал один из авторов исследования, доцент Колорадского университета в Боулдере (США) Пол Хайн.
Долгое время астрономы считали, что условия на Луне мешают воде накапливаться в ее недрах и на поверхности. В частности, они думали, что вода не может существовать на спутнике в виде жидкости или пара из-за того, что у Луне нет атмосферы, а гравитация относительно слаба. Лед, в свою очередь, скорее всего испаряется в космос под действием Солнца.
Эти теории оказались ошибочными. Десять лет назад индийский аппарат «Чандраян-1», а затем и российский прибор LEND на борту американского зонда LRO обнаружили на южном и северном полюсах Луны большие запасы льда и «инея». Сейчас ученые пытаются понять, откуда взялась эта вода, а инженеры NASA, Роскосмоса и других космических агентств думают, как можно оценить эти запасы влаги и использовать ее при колонизации Луны.
Новые запасы лунной воды
В ходе нового исследования Хайн и его коллеги выяснили, что ученые сильно недооценивают запасы лунной воды. Они изучали самые темные области Луны с помощью 2,5-метрового телескопа SOFIA, который установлен на борту специализированной версии «Боинга-747».
С помощью этого инструмента ученые наблюдали за тепловым излучением Луны, в том числе за потенциальными парами воды, которые возникают у ее поверхности из-за того, что свет Солнца падает на лунный лед. Подобным образом ученые астрономы пытались отличить залежи «настоящей» воды от отложений гидратированных минералов, в которых H2O содержится в связанном состоянии.
К большому удивлению астрономов оказалось, что подобную форму излучения вырабатывали не только глубинные приполярные кратеры, где расположены запасы воды, открытые LRO и «Чандраяном-1», но и множество других затененных уголков Луны в умеренных широтах. Их площадь была значительно меньше, а расположены они были не на столь большой глубине, как уже известные скопления льда.
Узнав об этом, ученые попытались подсчитать площадь и объем этих запасов, опираясь на силу теплового излучения, которое вырабатывают молекулы воды. Если верить расчетам Хайна и его коллег, ранее ученые недооценивали размеры лунных запасов льда примерно в два раза. По новым подсчетам их совокупная площадь составляет примерно 40 тыс. км2, что эквивалентно по площади Московской области или небольшому европейскому государству.
Ученые пока не могут точно сказать, как именно образовались эти залежи. Хайн и его коллеги предполагают, что эта вода попала на Луну не на кометах или астероидах, а возникла из местных пород при их нагреве и расплавлении во время образования кратеров. С другой стороны, как точные объемы этих залежей льда, как и их толщину планетологи пока не могут измерить.
Ученые надеются, что получат ответ на этот вопрос уже в 2022 году, с помощью миссии L-CIRiS, которую NASA планирует запустить к спутнику Земли. По планам, она совершит посадку на Луне и получит детальные панорамные фотографии подобных темных областей и кратеров с помощью тепловой камеры, которая может улавливать сигналы, порождаемые молекулами воды.
Сенсационное открытие NASA на Луне, возможно, касается запасов воды — эксперт
Этот контент был опубликован 26 октября 2020 года — 15:26Вашингтон. 26 октября. ИНТЕРФАКС — Удивительное открытие на Луне, о котором по итогам научного исследования в понедельник планирует объявить NASA, скорее всего, касается обнаруженных запасов воды на естественном спутнике Земли, считает бывший сотрудник американского космического агентства доктор Дункан Стил.
Еще на прошлой неделе NASA сообщило, что 26 октября на пресс-конференции обнародует данные об «удивительном открытии» стратосферной германо-американской обсерватории SOFIA, которая размещается на борту самолета Boeing 747.
«Я ожидаю, что объявление об открытии будет посвящено нанесению районов нахождения воды на карту лунной поверхности, — сказал доктор Стил. — Это не жидкая вода, а вода, присутствующая в виде льда, вероятно, в структуре поверхности или в виде гидратированных минералов».
По словам доктора Стила, свидетельством того, что это будет касаться запасов воды, говорят два фактора. Во-первых, открытие было сделано с помощью воздушной обсерватории SOFIA, которая летает с бортовым инфракрасным телескопом на высоте, где исследованиям Луны не мешают уровни водяного пара атмосферы Земли.
Во-вторых, в пресс-конференции, на которой будет представлено открытие, участвуют три менеджера NASA и научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда Кейси Хоннибалл, которая изучает возможные запасы воды на Луне. Ранее она уже участвовала в измерениях запасов воды, как с помощью данных с летающей обсерватории SOFIA, так и инфракрасного телескопа NASA на Гавайях.
Кроме того, говоря об открытии, NASA упомянуло свою амбициозную программу Artemis («Артемида»), в ходе которой планируется высадка астронавтов в районе Южного полюса Луны в 2024 году. Агентство указало, что открытие будет «способствовать изучению NASA Луны и обеспечению исследований дальнего космического пространства».
По словам доктора Стила, это указывает на то, что открытие может быть связано с запасами воды в районе Южного полюса, что станет ключевым ресурсом для астронавтов в длительных лунных миссиях.
«Нас интересует вода на Луне, в основном, из-за необходимости для присутствия на ней человека. Мы использовали бы воду для обычных целей (питье, душ), но вода также является хорошим источником кислорода, который нам нужен, чтобы дышать, — сказал доктор Стил. — Вдобавок к этому, h3O можно разделять, чтобы получать ракетное топливо».
В 1970-х годах советский зонд обнаружил следы воды на поверхности Луны, а в 1990-х годах зонд NASA Clementine, с которым работал доктор Стил, обнаружил вблизи полюсов Луны лед, который мог бы обеспечивать обитаемую лунную станцию водой и топливом для космических миссий. В 2018 году NASA заявило, что на Луне, несомненно, есть вода, однако размеры ее запасов до конца не были исследованы.
1нв вв
На солнечной стороне Луны впервые обнаружены следы воды | Новости из Германии о событиях в мире | DW
На обращенной к Земле поверхности Луны впервые подтверждено наличие воды. Об этом в понедельник, 26 октября, сообщили на пресс-конференции представители американского аэрокосмического агентства NASA. Открытие было сделано в ходе исследований, проводившихся на стратосферной германо-американской обсерватории SOFIA, которая размещается на борту самолета Boeing 747.
«Мы впервые можем подтвердить наличие воды на солнечной стороне Луны благодаря данным, полученным с телескопа SOFIA, — сообщил в своем Twitter глава агентства Джим Брайденстайн. — Мы пока не знаем, сможем ли мы использовать ее в качестве ресурса. Поиск воды на Луне имеет ключевое значение для наших исследовательских планов в рамках программы Artemis».
Молекулы воды обнаружены в южном полушарии Луны в кратере Клавий, который виден с Земли. Согласно полученным данным, в кубическом метре почвы в этом кратере содержится 0,3 литра воды. Ранее считалось, что вода на Луне может находиться в кратерах на ее обратной стороне, не подверженной воздействию Солнца. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
В рамках программы NASA Artemis («Артемида») в 2024 году планируется возвращение американских астронавтов на Луну и проведение исследований в районе ее Южного полюса, где должны находиться запасы воды в виде льда. Как указывает NASA, являясь источником воды, воздуха и топлива, они станут ключевым ресурсом для длительных лунных миссий, а также смогут обеспечивать исследования дальнего космического пространства.
Смотрите также:
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
103 минуты
В XXI веке ожидается 225 лунных затмений, 85 из них будут полными. Однако затмение в ночь на 28 июля 2018 года останется самым длительным в этом столетии. Оно началось в 22.30 и завершилось в 0.13 мск, то есть длилось около 103 минут. Таким его увидели в швейцарских Альпах.
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
В десятках стран мира
За космическим феноменом следили жители десятков стран мира. Это запоминающееся явление можно было наблюдать — частично или полностью — в Европе, Азии, Африке, Австралии и Южной Америке. Лунное затмение — настоящий подарок для романтиков, таких как запечатленная на этом фото пара из Бразилии.
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
Почему «кровавая Луна»?
Во время затмения Луна, оказавшись полностью в тени Земли, окрасилась в багряно-красный цвет. Этот визуальный эффект связан с тем, что атмосфера нашей планеты пропускает солнечные лучи красно-оранжевой части спектра, отражая остальные. Поэтому, проходя по касательной к земной поверхности, Луны достигали лучи именно такого цвета. По этой же причине восход и закат окрашиваются в красный оттенок.
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
Не всем повезло с погодой
Самой большой неудачей в этот вечер могла стать непогода. Например, в Германии не повезло многим жителям таких федеральных земель, как Бранденбург, Саксония-Анхальт, Саксония и Тюрингия. Они увидели на вечернем небе лишь облака и тучи вместо лунного затмения. Облачно было и в Тель-Авиве (на фото), хотя Луну все же можно было разглядеть.
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
В центре Берлина
Над столицей Германии тоже было местами облачно. Но в самом центре Берлина покрасневший спутник Земли был отчетливо виден над Бранденбургскими воротами.
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
Над Хофкирхе в Дрездене
В Дрездене полюбоваться лунным затмением можно было, например, с такого ракурса. На фото — одна из статуй итальянского скульптора Лоренцо Матиелли на крыше известной церкви Хофкирхе.
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
Над Замком Гогенцоллерн
А вот так этой ночью багряно-красный диск висел над замком Гогенцоллерн в Хехингене на юге Германии. Этот замок считается родовым гнездом одноименной швабской династии, ее представители в XV-XVI веках стали правителями Бранденбурга и Пруссии, а в 1871 году заняли трон германских кайзеров.
»Кровавая луна»: самое длительное лунное затмение XXI века
Через 105 лет
Следующего столь продолжительного затмения Луны придется ждать очень долго. Оно произойдет лишь через 105 лет — в 2123 году. Тогда это космическое явление продлится около 106 минут.
Автор: Илья Коваль
Как получить воду на Луне
Учитывая планы будущих пилотируемых полетов на Луну — и интерес к потенциалу долгосрочного проживания на Луне — присутствие воды на Луне имеет решающее значение. Исследования последних нескольких десятилетий показали, что на нашем спутнике скрывается вода во многих формах. Но как это туда попасть?
Вода на входе, вода на выходеОбзор лунного содержания OH / H 2 в полярных областях Луны по данным наблюдений M 3 в январе / феврале 2009 г.[По материалам Wang et al. 2021]
Лунная вода была обнаружена в ледяной форме в холодных, постоянно затененных кратерах на полюсах Луны и дрейфующая в газовой форме в очень тонкой лунной атмосфере. Кроме того, мы обнаружили, что вода в следовых количествах существует на поверхности Луны и связана с лунными минералами.Но лунная вода сложнее простого ее наличия или отсутствия. Также считается, что у Луны есть водный цикл , — вода постоянно создается на поверхности Луны или доставляется на нее, а затем разрушается на ней или удаляется с нее.
Понимание движущих процессов в этом цикле позволит нам наилучшим образом использовать ресурсы Луны и углубить наше понимание физики, которая влияет на безвоздушные скалистые тела в нашей солнечной системе и за ее пределами.
Идентификация процессовНа основе лабораторных экспериментов и лунных наблюдений, вот наше понимание на данный момент:
- Производство
Мы думаем, что непрерывное производство воды на поверхности Луны в значительной степени может быть вызвано поступающими протонами — ядрами водорода — из солнечного ветра, которые затем связываются с кислородом в лунных минералах с образованием воды.Другие процессы также могут вносить свой вклад, например, производство из дополнительных источников поступающих протонов или эпизодическая доставка воды через кометы и астероиды. - Удаление
Вода с поверхности Луны в основном удаляется посредством непрерывных процессов, таких как фотодиссоциация — разложение молекул воды под действием солнечного света.
Благодаря обширным наблюдениям, недавно произведенным такими миссиями, как спектрометр NASA Moon Mineralogy Mapper (M 3 ) на орбитальном зонде Индии Chandrayaan-1, мы в настоящее время находимся в отличной позиции для проверки этого понимания.
В новой публикации под руководством Хуэйцзы Вана (Шаньдунский университет и Китайская академия наук) объединенная группа физиков-космонавтов и ученых-планетологов представляет исследование производства воды на поверхности Луны.
Windy ProductionСхема, показывающая орбиту Луны вокруг Земли. Луна проводит 3-5 дней на каждой орбите, проходя через магнитосферу Земли, где она защищена от солнечного ветра. [По материалам Wang et al. 2021]
Когда Луна вращается вокруг Земли, она проводит 3–5 дней в месяц, будучи защищенной от солнечного ветра магнитосферой Земли.Если поступающие протоны из солнечного ветра являются основным двигателем производства воды на Луне, утверждают Ван и сотрудники, то измерения обилия воды на Луне должны показать уменьшение в течение этих 3-5 дней, если предположить, что вода продолжает разрушаться с той же скоростью за счет фотодиссоциации. .Авторы находят, что спектроскопия M 3 не выявляет изменений в содержании воды на всей лунной орбите, несмотря на наблюдения, показывающие ожидаемое уменьшение приходящей энергии солнечного ветра, когда Луна проходит через магнитосферу Земли.
Может ли другой источник способствовать производству воды на Луне, сохраняя постоянное количество воды? Ван и соавторы демонстрируют, что, когда Луна защищена от солнечного ветра, протоны от ветра Земли — более слабый поток заряженных частиц из магнитосферы Земли — могут обеспечить протоны, необходимые для поддержания наблюдаемого содержания воды на поверхности Луны.
Есть еще много открытых вопросов, но в будущем у нас будет больше возможностей для уточнения нашего понимания.Китайская лунная миссия Chang’e 5 успешно измерила лунный материал и вернула образцы на Землю в конце прошлого года, а запланированные миссии Artemis на Луну вскоре дадут дополнительные сведения.
Цитирование«Земной ветер как возможный экзогенный источник гидратации лунной поверхности», Х. З. Ван и др. 2021 г. ApJL 907 L32. DOI: 10.3847 / 2041-8213 / abd559
Как НАСА и Индия открыли воду на Луне — Джатан Мехта
На протяжении большей части 20-го века ученые считали поверхность Луны абсолютно сухой.Об этом свидетельствуют 382 килограмма образцов горных пород и почвы, доставленных на Землю миссиями Аполлона. Когда они обнаружили в образцах следы воды, ученые сочли их загрязнением земли. В конце концов, любая вода на поверхности Луны быстро испарится из-за прямого воздействия космического вакуума. А из-за низкой гравитации Луны водяной пар быстро улетал в космос.
Однако есть определенные области на Луне, которые не получали солнечного света более миллиарда лет, и где, по мнению ученых, может быть вода.На полюсах Луны Солнце находится очень близко к местному горизонту в течение дня, поэтому даже небольшой объект, например скала, может отбрасывать очень длинные тени. Точно так же большие кратеры с террасированными краями могут легко блокировать попадание солнечного света в кратер с любого направления. Ученые называют такие места постоянно затененными регионами или PSR, потому что они вечно темные. К тому же они очень холодные, поэтому они склонны сохранять воду в виде льда.
Обод 10-километрового кратера Эрлангер на северном полюсе Луны.Дно кратера находится в постоянной темноте. Предоставлено: NASA LRO. Но откуда взялась вода?
Ученые знают, что кометы и многие типы астероидов содержат воду. На протяжении большей части существования нашей солнечной системы эти объекты постоянно бомбардируют планеты и их луны. Вот почему Луна покрыта кратерами, и ученые считают, что астероиды и кометы, ответственные за них, могли отнести воду на Луну. Хотя большая часть воды должна была испариться, некоторая ее часть могла попасть в PSR на полюсах Луны, где, как в холодильнике, они могут сохраняться в течение миллиардов лет.
В 1994 году НАСА запустило орбитальный аппарат «Клементина». Его эксперимент с бистатическим радаром излучал радиосигналы прямо в PSR. Сигналы отражались от PSR и принимались наземными станциями на Земле. Ученые обнаружили, что характер отраженных сигналов согласуется с водяным льдом, но данные не были окончательными.
В 1998 году НАСА отправило другой орбитальный аппарат, названный «Лунный изыскатель», чтобы выяснить, скрывает ли Луна отложения водяного льда. Его нейтронный спектрометр обнаружил, что природа нейтронов в почве многих PSR соответствует присутствию атомов водорода.Могут ли эти атомы водорода быть частью молекул воды?
Вооруженные данными Clementine и Lunar Prospector, ученые были почти уверены, что на Луне должна быть вода, но им нужно было быть абсолютно уверенным.
Вода на Луне действительно
В 2008 году Индия приступила к исследованию планет, запустив свой орбитальный аппарат Chandrayaan 1, для чего ISRO запросило инструменты у ученых со всего мира. НАСА разработало и построило два из них, названные Mini-SAR и M3.
Миниатюрный радар с синтезированной апертурой (Mini-SAR) также обнаружил, что PSR отражают сигналы от более чем 40 полярных кратеров в виде рисунков, согласующихся с водяным льдом. Но, как и в случае с Клементиной, они не могли быть на 100% уверены в имеющихся данных.
Вероятные отложения водяного льда на северном полюсе Луны, отмеченные зелеными кружками, обнаруженные прибором Mini-SAR Chandrayaan 1. Предоставлено: NASA. Инфракрасный спектрометр Moon Mineralogical Mapper (M3) получит приз.M3 обнаружил не только воду в PSR, но и смог различить лед, жидкую воду и водяной пар в зависимости от того, как поверхность поглощает инфракрасный свет. M3 подтвердил, что на Луне раз и навсегда есть вода.
Отложения водяного льда на южном полюсе Луны (слева) и северном полюсе (справа), отмечены синим цветом, как показано на карте инструментом Chandrayaan 1 M3. Предоставлено: NASA. На орбитальном аппарате Chandrayaan 1 также был установлен ударный зонд — аппарат, который намеренно разбился возле PSR на южном полюсе Луны.Когда он спускался, его масс-спектрометр обнаружил молекулы воды в тонкой, но присутствующей лунной атмосфере. Однако ISRO не публиковало результаты до тех пор, пока НАСА не объявило, что Mini-SAR и M3 обнаружили лунную воду. Затем ISRO заявила, что их инструмент первым обнаружил воду на Луне.
Не так уж и сухо
Все это время ученые разрабатывали идеи о том, как Луна может содержать воду и в других ее частях, а не только вблизи или на своих полюсах. Луну постоянно бомбардирует поток протонов, исходящий от Солнца, часть которых поглощает ее поверхность.Ученые думали, что кислород в лунном грунте может взаимодействовать с поглощенными протонами с образованием воды, и что они должны иметь возможность обнаруживать такие молекулы воды с орбиты. Точно так же непрерывная бомбардировка лунной поверхности микрометеоритами также может доставить или произвести воду.
Космический корабль НАСА «Кассини» облетел Луну в 1999 году по пути к Сатурну. Его инфракрасный спектрометр обнаружил водоносные минералы на большинстве широт Луны с более высокими концентрациями на полюсах. Результаты резко контрастировали с образцами Аполлона, высушенными до костей.Одна из причин могла заключаться в том, что, поскольку большинство посадочных площадок Аполлона находилось вблизи экватора, высокие дневные температуры могли испарить любую присутствующую воду. Тем не менее, команда не публиковала свои выводы до открытия Чандраяна 1 десять лет спустя.
Водоносные и гидроксильные минералы на Луне, обнаруженные инфракрасным спектрометром «Кассини». Авторы и права: NASAИнструмент Европейского космического агентства на борту Chandrayaan 1, SARA, проанализировал протоны, отраженные от поверхности Луны. Как и «Кассини», SARA обнаружила водные / гидроксильные группы в лунном грунте.Это открытие оказалось своевременным для миссии ЕКА BepiColombo по изучению Меркурия, которая оснащена двумя аналогичными инструментами для обнаружения воды. Инструмент M3 Чандраяна 1 также обнаружил молекулы воды и гидроксила почти повсюду на Луне.
У всех этих наблюдений была одна загвоздка — невозможно было сказать, было ли то, что обнаружили приборы, водой (h3O) или просто гидроксильными группами (OH), связанными с минералами. НАСА и телескоп SOFIA космического агентства Германии смогли различить их.В 2020 году он подтвердил присутствие молекул воды, как в h3O, на поверхности Луны в неполярных регионах.
Ученые теперь знали, что лунный грунт действительно содержит следы воды даже в неполярных регионах. Обратите внимание, что здесь воды все еще меньше, чем в самых засушливых пустынях на Земле. Однако в PSR на полюсах Луны воды заметно больше.
LRO и Chandrayaan 2
В 2009 году НАСА запустило лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO). Он также обнаружил водяной лед на полюсах Луны с помощью бортового радара, ультрафиолетового детектора, а также нейтронного спектрометра.LRO находится на орбите Луны более десяти лет, дольше, чем любой другой орбитальный аппарат. Команда LRO опубликовала обширный атлас PSR, закладывающий основу для будущих исследований и поселений на Луне.
Подобно датчику удара Chandrayaan 1, LRO также имел импактор под названием LCROSS. В 2009 году его разгонный блок намеренно задел один из PSR на южном полюсе Луны. Другая половина LCROSS последовала за ним и изучила шлейф лунной пыли, поднявшийся после крушения. Было обнаружено, что в нем содержится 155 килограммов воды.
Художественный рендеринг LCROSS после его верхней ступени на пути к Луне в 2009 году. Предоставлено: изображение NASALCROSS, показывающее выброшенный шлейф, вызванный столкновением с Луной отделившейся верхней ступенью. В нем было 155 килограммов воды. Предоставлено: NASA. Используя этот результат и другие наблюдения, ученые подсчитали, что все PSR вместе должны содержать не менее 600 миллиардов кг водяного льда, что эквивалентно 240 000 бассейнов олимпийского размера.
Индийский орбитальный аппарат Chandrayaan 2, вращающийся вокруг Луны с 2019 года, намеревается расширить наши знания о воде на Луне.Его усовершенствованный инфракрасный спектрометр построит глобальную карту концентраций воды в лунном грунте с высоким разрешением, а также определит конкретные присутствующие водосодержащие минералы. Благодаря долгосрочным наблюдениям Chandrayaan 2 ученые хотят узнать, как содержание воды в лунном грунте изменяется в ответ на изменения в лунной среде. Модернизированный радар орбитального корабля будет лучше отображать водяной лед в PSR. Благодаря вдвое большей глубине проникновения и более высокому разрешению он будет определять количество доступной воды, удерживаемой в этих холодных регионах, чего еще никто не сделал должным образом.
Жизнь на Луне ждет
История обнаружения воды на Луне охватывает как минимум два десятилетия и несколько космических агентств, кульминацией которых стали обновленные планы исследования Луны по всему миру. Сообщества лунных ученых и исследователей согласны с тем, что мы можем использовать водяной лед на Луне для будущих нужд среды обитания. Используя солнечную энергию, генерируемую окружающей средой, мы также можем разделить водяной лед на водород и кислород, чтобы использовать его в качестве ракетного топлива. Но прежде чем планировать среду обитания на Луне, нам нужно больше узнать о природе ее водяного льда.
Наземные миссии, которые исследуют PSR вблизи, как предстоящий марсоход NASA VIPER, являются следующим логическим шагом на пути к созданию устойчивой среды обитания на Луне. Он будет физически изучать и наносить на карту отложения водяного льда, чтобы не только проинформировать нас, как мы можем извлекать воду для устойчивого существования на Луне, но и дать представление об истории и происхождении воды во внутренней солнечной системе, включая Землю.
В долгосрочной перспективе, по мере развития технологий использования водяного льда, мы сможем поселиться не только на Луне, но и по всей Солнечной системе.Мы должны радоваться, что у нашего ближайшего соседа много воды; мы не можем вечно вытаскивать все из гравитационного поля Земли.
Первоначально опубликовано в The Wire в 2019 году, значительно переработано в июле 2021 года с учетом новых открытий и разработок.
Нравится то, что вы читаете? Все мои статьи бесплатны, без рекламы. Поддержи меня, чтобы я продолжал работать.
Поддержите меня ♡
НАСА подтверждает, что на Луне есть вода, которую астронавты могут использовать
Автор: Лайал Ливерпуль
На Луне может быть достаточно воды для астронавтов
НАСА Годдард
Воды на Луне может быть больше и доступнее, чем считалось ранее, что может быть хорошей новостью для будущих космонавтов.
Пол Хейн из Университета Колорадо в Боулдере и его команда использовали изображения с камеры и измерения температуры, сделанные с помощью лунного разведывательного орбитального аппарата НАСА, чтобы нанести на карту холодные, постоянно затененные регионы на Луне, которые, как считается, являются местами, которые, скорее всего, содержат лед из-за из-за отсутствия воздействия солнечного света.
Хотя существует множество свидетельств присутствия воды на Луне, ранее считалось, что эти «холодные ловушки» ограничены глубокими кратерами шириной в несколько километров.Тем не менее, команда обнаружила, что есть также ловушки для микроохлаждения — области метрового и миллиметрового масштаба, которые постоянно затенены и поэтому могут содержать более доступный лед. В целом, по оценкам исследователей, холодные ловушки занимают около 40 000 квадратных километров, или примерно 0,1 процента поверхности Луны.
«Мы наблюдаем миллиарды и миллиарды этих холодных ловушек в масштабах, невиданных ранее», — говорит Хейн. «Это дает возможность гораздо легче добывать лед.Мы думаем, что это революция с точки зрения того, что станет возможным для астронавтов на Луне ».
Отдельное исследование дополнительно подтвердило присутствие водяного льда (H 2 O), а не гидроксила (ОН), который предыдущие наблюдения не смогли различить. Кейси Хоннибалл из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде и ее коллеги использовали телескоп SOFIA, установленный на самолете, чтобы получить более четкое изображение атмосферы Земли и обнаружить спектральную сигнатуру, уникальную для воды.«Я кричал от волнения, — говорит Хоннибалл.
Хоннибалл говорит, что показания соответствуют присутствию отдельных молекул воды, содержащихся в зернах на поверхности Луны. «Ожидается, что эта форма воды будет широко распространена на поверхности», — говорит она.
«Вода играет ключевую роль в жизни человека, но запускать ее в космос дорого», — говорит Хоннибалл. «Обнаружение воды на Луне может означать, что мы можем использовать воду, которая там есть, вместо того, чтобы приносить воду с собой.”
Но до сих пор неясно, насколько стабильна вода в этой форме в течение длительного времени, говорит Уильям Боттке из Юго-Западного исследовательского института в Колорадо. «У астронавтов также могут возникнуть большие трудности с извлечением этой воды», — говорит он. «Например, чтобы наполнить бутылку, астронавтам может потребоваться переработать тысячи килограммов камней».
Ссылки на журналы: Nature Astronomy , DOI: 10.1038 / s41550-020-1198-9; 10.1038 / с41550-020-01222-х
Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку новостей Launchpad, чтобы путешествовать по галактике и за ее пределами каждую пятницу
Еще по этим темам:
Вода в солнечном свете и тени на Луне
Большую часть космической эры Луна считалась безводным миром.Однако в последние годы постоянные открытия показали, что по крайней мере некоторые части Луны, такие как большие постоянно затененные кратеры на ее полюсах, содержат значительные отложения воды. На этой неделе два новых исследования, опубликованные в журнале « Nature Astronomy », открывают доступ к перспективе неожиданно водянистой Луны.
Сейчас удачное время для НАСА и других космических агентств, которые сейчас планируют амбициозные человеческие миссии по исследованию Луны и даже поселению. В конце концов, там, где есть вода, может быть жизнь — даже если для этой жизни по-прежнему требуются скафандры и защищенная от радиации среда обитания.
Возможный заоблачный сигнал нагретой солнцем воды
Первый новый запах лунной воды появился на основе данных, собранных стратосферной обсерваторией для инфракрасной астрономии НАСА (SOFIA). Этот модифицированный реактивный самолет Boeing 747SP обеспечивает его 2,7-метровому телескопу вид над 99 процентами водяного пара, скрывающего атмосферу, — уникальная возможность, которая позволяет проводить быстрые наблюдения в инфракрасном диапазоне без использования космических средств.
В конце августа 2018 года группа ученых под руководством Кейси Хоннибалла, научного сотрудника Центра космических полетов им. Годдарда НАСА и научного сотрудника Гавайского университета в Маноа, использовала инфракрасные приборы на борту SOFIA для изучения освещенной солнцем поверхности Луны.Наблюдения, которые длились всего 10 минут, были сосредоточены на области на высоких южных широтах вблизи большого лунного кратера Клавиус, и они показали сильное инфракрасное излучение с длиной волны шесть микрон (мкм) от кратера и окружающего ландшафта. Нагретая солнцем, что-то на поверхности Луны переизлучает поглощенное излучение точно так же, как и молекулярная вода — простой h3O.
Стратосферная обсерватория для инфракрасной астрономии НАСА (SOFIA) показана в воздухе с раздвижной дверцей над широко раскрытым 17-тонным инфракрасным телескопом.Предоставлено: НАСА и Джим Росс. «Нам неизвестен какой-либо другой материал, подходящий для Луны, который демонстрирует единственную спектральную характеристику на 6 мкм, кроме h3O», — сообщают Хоннибалл и ее коллеги-исследователи в своей новой статье. Авторы предполагают, что предполагаемая вода, скорее всего, хранится в вулканическом стекле природного происхождения или зажата между микроскопическими крупинками каменной пыли. Любой сценарий может обеспечить защиту от экстремальных температур и условий, близких к вакууму на поверхности Луны, позволяя воде сохраняться.Что касается того, как она туда попала, никто не знает, но главное объяснение состоит в том, что вода могла образоваться из свободного кислорода и водорода, высвободившегося из лунных пород в результате ударов микрометеоритов.
Использование SOFIA — это новый и уникальный подход к изучению Луны, говорит Хоннибалл, но это не первый случай, когда наземные наблюдения показали шестимикронное излучение Луны. По ее словам, наблюдения на воздушном шаре, выполненные астрономами Г. Р. Хант и Дж. У. Солсбери, показали спектральную особенность.Но Хант и Солсбери не упомянули об этом в своей статье об этом исследовании, опубликованной в 1969 году. Вместо этого они сосредоточились на характеристике минералов на поверхности Луны. «Может быть, они просто не знали, что сделали огромное открытие», — размышляет Хоннибалл.
Стекло наполовину заполнено
Хоннибалл и ее коллеги уже получили дополнительное время на SOFIA для последующих наблюдений. «Мы надеемся нанести на карту большую часть Луны, чтобы охарактеризовать поведение воды», — говорит она. «Меняется ли он по лунной поверхности в зависимости от лунного времени суток и широты? Это поможет нам понять его источники и местонахождение.”
А это, в свою очередь, могло рассказать миру, насколько полезной может оказаться когда-нибудь эта новообретенная вода. Добыча будет простой, если вода существует преимущественно на поверхности каменных зерен: нужно просто зачерпнуть лунный грунт и подвергнуть его умеренному нагреванию. Однако, если вода заперта в стекле, материал необходимо растопить, чтобы выпустить воду для сбора — гораздо более энергоемкий процесс.
«В настоящее время у нас нет четкого представления о том, находится ли вода, которую мы видим с SOFIA, в количествах, которые оправдывают расплавление стекла», — говорит Хоннибалл.«Однако, если мы обнаружим, что численность достаточно высока, это может быть более осуществимым вариантом, чем добыча водяного льда в постоянно затененных регионах, которые являются экстремальными средами и в которых трудно работать».
Джек Шмитт, геолог, который, как член экипажа Apollo 17 , остается единственным профессиональным ученым, побывавшим на Луне, говорит, что измерения SOFIA, возможно, не показывают истинную молекулярную воду, а показывают что-то более хрупкое и временное. «Вопрос, который я хотел бы задать, — говорит Шмитт, — заключается в том, могут ли данные SOFIA быть связаны с возможной слабой связью водорода солнечного ветра с кислородом на поверхности зерен силикатного стекла и минералов в реголите, а не с реальной молекулярной связью. вода?»
Одним из продуктов таких реакций может быть гидроксил, молекула всего на один атом водорода меньше воды.Хоннибалл, однако, говорит, что излучение в шесть микрон, наблюдаемое SOFIA, не согласуется с гидроксилом.
Независимо от того, какое вещество стоит за сигналом SOFIA, Шмитт отмечает, что основные химические процессы должны позволять отжимать влагу даже из абсолютно сухого лунного материала. «Нагревание водородсодержащего реголита до нескольких сотен градусов приведет к тому, что часть водорода вступит в реакцию с кислородом в силикатах с образованием воды практически в любом месте на Луне», — говорит он.
Маленькие тени, безмерные возможности
Другой документ, опубликованный вместе с исследованием SOFIA в Nature Astronomy , указывает на резкий скачок в распределении постоянно затененных участков на Луне — защищенных от солнечного света мест, известных как холодные ловушки, в которых чрезвычайно низкие температуры могут замерзать и изолировать воду практически на неопределенный срок, что позволяет он накапливается в значительные отложения в течение геологического времени.
Вид под углом на залитый солнцем край Шеклтона, большого глубокого кратера около южного полюса Луны с постоянно затененным внутренним пространством, в котором скрывается значительный водяной лед. Предоставлено: НАСА, GSFC и Государственный университет Аризоны. Ученые десятилетиями изучали такие лунные регионы на предмет их водоносного потенциала, но предыдущие работы были сосредоточены на больших холодных ловушках в огромных кратерах на полюсах Луны. Напротив, этот последний результат расширяет диапазон рассматриваемых размеров холодных ловушек до одного сантиметра в диаметре.Анализируя изображения с высоким разрешением, полученные с орбитального аппарата НАСА, группа ученых-планетологов из Университета Колорадо в Боулдере Пола Хейна обнаружила, что такие «микро» холодные ловушки гораздо более распространены, чем хорошо изученные большие ловушки вблизи полюсов Луны. Новый учет увеличивает общую площадь поверхности, способную улавливать воду, примерно до 40 000 квадратных километров — это панлунный регион, который в совокупности будет вдвое больше Уэльса.
«Недавно обнаруженные холодные микроловушки — самые многочисленные на Луне, их в тысячи раз больше, чем обнаруженных ранее холодных ловушек», — говорит Хейн.«Если все они заполнены льдом, это может быть значительное количество воды, возможно, более миллиарда килограммов».
Хейн добавляет, однако, что отбор проб на месте роботами или астронавтами необходим для правильной оценки их фактического содержания льда. «Что действительно интересно в холодных микролузовиках, так это то, что они намного более доступны, что может обеспечить более эффективную добычу и использование как в научных, так и в исследовательских целях», — говорит он. Действительно, это увеличение крошечных потенциальных ледяных резервуаров могло бы быть намного более доступным для будущих миссий, говорит Хейн, потому что они существуют в областях, где залитый солнечным светом астронавт мог бы удобно и безопасно использовать инструмент, чтобы добраться до опасно холодной тени, чтобы выкопать любую лед.
На данный момент, чтобы дополнительно судить о ценности холодных микролузов, Хейн и его коллеги будут использовать высокотехнологичную камеру, получившую название Lunar Compact Infrared Imaging System, которая отправится на Луну в рамках первого южнополярного космического корабля космического корабля НАСА Commercial Lunar. Программа Payload Services уже в 2022 году. Камера впервые сделает снимки холодных микроволокон крупным планом и измерит их температуру.
Наземная проверка
С одной стороны, можно только приветствовать исследования SOFIA и микроголодных ловушек.Тем не менее, общая картина остается прежней, говорит Ян Кроуфорд, лунный эксперт из Биркбекского университета Лондона.
Очевидно, говорит он, чем легче доступная вода на Луне, тем больше возможностей для ее извлечения на месте и использования для поддержки немедленных исследовательских работ. В конце концов, освоение лунной воды в качестве ресурса может дать толчок развитию всей внеземной экономики, в которой это вещество станет прибыльным сырьем для ракетного топлива и других драгоценных материалов.На данный момент, однако, «срочно необходимы« наземные измерения », чтобы подтвердить выводы, сделанные на основе измерений дистанционного зондирования», — говорит Кроуфорд.
Анхель Аббуд-Мадрид, директор Центра космических ресурсов Колорадской горной школы в Голдене, штат Колорадо, также отмечает, что прямые измерения являются наиболее важным следующим шагом на основе новых результатов. «Теперь необходимо прикоснуться к поверхности Луны и собрать подробную наземную истину», — говорит он. «Подтверждение не только существования водяного льда, но и его морфологии, концентрации, распределения и численности является обязательным условием для продолжения существующих планов разведки и использования ресурсов.
На Луне вода вода везде и ни капли воды для питья (пока)
ВАШИНГТОН (Рейтер) — На Луне нет водоемов с жидкой водой, которые являются отличительной чертой Земли, но ученые заявили в понедельник, что лунная вода более распространена. чем ранее было известно, с молекулами воды, захваченными в минеральных зернах на поверхности, и большим количеством воды, возможно, скрытым в ледяных пятнах, находящихся в постоянных тенях.
В то время как исследования 11 лет назад показали, что вода была относительно широко распространена на Луне в небольших количествах, теперь группа ученых сообщает о первом недвусмысленном обнаружении молекул воды на поверхности Луны.В то же время другая команда сообщает, что на Луне есть примерно 15 000 квадратных миль (40 000 квадратных километров) постоянных теней, которые потенциально могут содержать скрытые карманы с водой в виде льда.
Вода — ценный ресурс, и относительно обильное присутствие Луны может оказаться важным для будущих астронавтов и роботизированных миссий, стремящихся добывать и использовать воду для таких целей, как питьевое снабжение или топливный ингредиент.
Группа под руководством Кейси Хоннибалла из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Мэриленде обнаружила молекулярную воду на поверхности Луны, застрявшую внутри природных стекол или между крупинками обломков.Предыдущие наблюдения страдали от двусмысленности между водой и ее молекулярным родственником гидроксилом, но новое обнаружение использовало метод, который дал однозначные результаты.
Единственный способ выжить этой воде на освещенных солнцем лунных поверхностях, где ее наблюдали, заключался в том, чтобы она была погружена в минеральные зерна, защищая ее от холодной и зловещей окружающей среды. Исследователи использовали данные воздушной обсерватории SOFIA — самолета Boeing 747SP, модифицированного для установки телескопа.
«Многие люди думают, что обнаруженное мной обнаружено водяным льдом, что не соответствует действительности.Это просто молекулы воды — потому что они так рассредоточены, что не взаимодействуют друг с другом, образуя водяной лед или даже жидкую воду », — сказал Хоннибалл.
Второе исследование, также опубликованное в журнале Nature Astronomy, фокусировалось на так называемых холодных ловушках на Луне, областях ее поверхности, которые существуют в состоянии постоянной темноты, где температура ниже примерно 260 градусов по Фаренгейту (отрицательных 163 градусов по Фаренгейту). Цельсия). Это достаточно холодно, чтобы замерзшая вода могла оставаться стабильной в течение миллиардов лет.
Используя данные космического корабля НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter, исследователи под руководством ученого-планетолога Пола Хейна из Университета Колорадо в Боулдере обнаружили, возможно, десятки миллиардов маленьких теней, многие из которых не больше маленькой монеты. Большинство из них находится в полярных регионах.
«Наше исследование показывает, что множество ранее неизвестных областей Луны может содержать водяной лед», — сказал Хейн. «Наши результаты показывают, что вода может быть гораздо более широко распространена в полярных регионах Луны, чем считалось ранее, что упрощает доступ, извлечение и анализ.
НАСА планирует возвращение астронавтов на Луну. Эта миссия должна подготовить почву для последующего путешествия с экипажем на Марс. Доступные источники, из которых можно собирать воду на Луне, будут полезны для этих усилий.
«Вода не ограничивается только полярным регионом. Он распространился шире, чем мы думали, — сказал Хоннибалл.
Еще одна загадка, которая остается нерешенной, — это источник лунной воды.
«Происхождение воды на Луне — один из вопросов общей картины, на которые мы пытаемся ответить с помощью этого и других исследований», — сказал Хейн.«В настоящее время главными соперниками являются кометы, астероиды или небольшие частицы межпланетной пыли, солнечный ветер и сама Луна в результате выделения газа в результате извержений вулканов».
Земля — это влажный мир с огромными солеными океанами, большими пресноводными озерами и ледяными шапками, которые служат резервуарами для воды.
«Как наш ближайший планетарный компаньон, понимание происхождения воды на Луне может также пролить свет на происхождение воды на Земле — все еще открытый вопрос в планетологии», — добавил Хейн.
Отчетность Джои Рулетт; Редакция Уилла Данхэма
На Луне может быть гораздо больше воды, чем мы думаем | Наука
Почва Луны, особенно в полярных регионах, может содержать значительное количество воды.
© ЕКА / НАСААвтор Сид Перкинс
Ученые давно подозревали, что на Луне есть значительные запасы воды, которая выделяется в виде льда в глубоком холоде постоянно затененных кратеров у полюсов. Два новых исследования говорят нам больше о возможном объеме этих резервов. Один предполагает, что темные полярные тайники могут занимать территорию, эквивалентную штатам Коннектикут и Массачусетс вместе взятым; на другом видны следы воды в другом месте на поверхности Луны, застрявшие в скалах или между крупинками лунного грунта.Это долгожданная новость для НАСА, которое планирует вернуть астронавтов на поверхность Луны в 2024 году в качестве первого шага к постоянному форпосту и возможным полетам на Марс.
Вода на Луне годится не только для питья. Его можно химически расщепить на водород и кислород, получая компоненты для ракетного топлива и пригодного для дыхания воздуха. Наличие готовых запасов воды на поверхности Луны было бы благом для колонистов, потому что транспортировка с Земли обходится очень дорого. Орбитальная экспедиция 2008–2009 годов обнаружила следы воды в темных лунных впадинах.Но сколько там?
Чтобы выяснить это, Пол Хейн, планетолог из Университета Колорадо в Боулдере, и его коллеги оценили количество и размер постоянно затененных полярных регионов, где температуры остаются ниже –163 ° C. Любая вода в этих областях, скорее всего, возникла из-за метеоритов, комет и других объектов, которые когда-то врезались в поверхность Луны. Большая часть воды испарилась бы, но некоторая часть ускользнула бы через разреженную атмосферу, пока не достигла темного укромного уголка, только чтобы осесть в виде инея на вечно холодных камнях и почве.
Анализируя изображения Луны с высоким разрешением, команда подсчитала, что в полярных регионах Луны находится около 40000 квадратных километров постоянно затененных областей, которые могут содержать воду, от кратеров шириной в несколько километров до неглубоких впадин в изрезанной метеоритами местности, сообщают они сегодня в Природа Астрономия . Около 60% этой площади находится в южном полушарии Луны.
Хотя исследователи не оценили, сколько воды может присутствовать, все в этих регионах должно быть легко собирать, говорит Хейн.Это может быть так же просто, как если бы луноход перетаскивал ледяные камни и землю в освещенное солнцем место и собирал воду по мере ее испарения. Буквально на прошлой неделе НАСА объявило о коммерческом контракте на 47 миллионов долларов на отправку буровой установки для поиска льда на Луну в 2023 году.
Второе исследование следует за дразнящими доказательствами того, что вода может быть где-то еще на Луне. Еще в 2009 году ученые обнаружили спектральную сигнатуру, предполагающую присутствие воды в освещенных солнцем областях Луны. Но поскольку эта сигнатура — определенная длина волны инфракрасного излучения — также может поглощаться другими веществами, кроме воды, это не было бесспорным доказательством.
Итак, Кейси Хоннибалл, лунный ученый из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, и его коллеги искали другую спектральную сигнатуру, которая могла быть создана только водой. Они использовали телескоп стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии, инфракрасный прибор, установленный на переделанном Боинге 747, который летит на высоте около 14 000 метров, чтобы искать инфракрасный свет на длине волны, излучаемой молекулами воды. Их полеты показали, что каждый килограмм лунного грунта на двух узких полосах поверхности Луны содержит от 100 до 400 миллиграммов воды, что составляет около одной капли дождя, сообщает сегодня команда в журнале Nature Astronomy .Они отмечают, что почти вся эта вода будет заблокирована в затененных областях между крупинками лунного грунта или в стекловидных материалах, образовавшихся при ударах микрометеоритов о поверхность Луны.
Вывод команды «очень захватывающий», — говорит Хейн. Он добавляет, что, если вода окажется в такой ловушке, будет относительно легко расплавить стекловидные материалы и, по сути, «добыть» воду.
Эта добыча полезных ископаемых станет благом для будущих миссий на Луну, — говорит Джейкоб Бличер, главный научный сотрудник Управления исследований и операций с участием людей в штаб-квартире НАСА.Понимание того, где находится вода, не только поможет НАСА решить, куда направить астронавтов, но также может облегчить их полезную нагрузку и освободить больше места для научного оборудования, которое будет подниматься наверх.
Исследованиераскрывает его тип и изобилие, что увеличивает планы разведки
Долгое время Луна считалась сухой, и анализ лунных образцов, полученных в ходе миссий Аполлон, показал лишь следовые количества воды. На самом деле считалось, что эти следы связаны с загрязнением Земли.Но за последние два десятилетия повторный анализ лунных образцов, наблюдения космических аппаратов и теоретическое моделирование доказали, что эта первоначальная оценка ошибочна.
«Вода» с тех пор была обнаружена внутри минералов в лунных породах. Также было обнаружено, что водяной лед смешан с частицами лунной пыли в холодных, постоянно затененных областях около полюсов Луны.
Но ученые не уверены, какая часть этой воды присутствует в виде «молекулярной воды» — состоящей из двух частей водорода и одной части кислорода (H 2 O).Теперь два новых исследования, опубликованные в Nature Astronomy, дают ответ, а также дают представление о том, как и где его извлечь.
Вода и более вода
Термин вода используется не только для обозначения молекулярной воды, но также для обнаружения водорода (H) и гидроксила (OH). Хотя космонавты могли объединить H и OH с образованием молекулярной воды на поверхности Луны, важно знать, в какой форме эти соединения присутствуют изначально. Это потому, что это повлияет на их устойчивость и местоположение в условиях лунной поверхности, а также на усилия, необходимые для их извлечения.Молекулярную воду, если она присутствует в виде водяного льда, будет легче извлечь, чем гидроксил, заключенный в породах.
Присутствие воды на Луне интересно с научной точки зрения; его распространение и форма могут помочь ответить на некоторые глубокие вопросы. Например, как вода и другие летучие вещества вообще попали во внутренние области Солнечной системы? Произведено ли оно там или принесено астероидами или метеоритами? Более подробная информация о конкретном соединении может помочь нам в этом.
Поверхность Луны, видимая Аполлоном-11.НАСАПонимание количества воды и ее местоположения также невероятно полезно для планирования человеческих миссий на Луну и за ее пределами. Вода представляет собой ключевой ресурс, который можно использовать для жизнеобеспечения, но также можно разделить на составляющие элементы и использовать для других целей. Кислород может пополнять запасы воздуха или использоваться в простых химических реакциях на поверхности Луны для извлечения других полезных ресурсов из реголита (почвы, состоящей из мелких зерен).Воду также можно было использовать в качестве ракетного топлива в виде жидкого водорода и жидкого кислорода.
Это означает, что Луна имеет большой потенциал стать базой для заправки топливом для космических миссий дальше в Солнечную систему или за ее пределы. Его более низкая гравитация и отсутствие атмосферы означают, что для запуска оттуда потребуется меньше топлива, чем с Земли. Поэтому, когда космические агентства говорят об использовании ресурсов на месте, на Луне, вода занимает центральное место в их планах, что делает новые статьи чрезвычайно захватывающими.
Новое исследование
Приборы на борту различных космических кораблей ранее измеряли «спектры отражения» (свет с разбивкой по длине волны) от Луны. Они обнаруживают свет, исходящий от поверхности, чтобы измерить, сколько энергии он отражает на определенной длине волны. Это будет отличаться в зависимости от того, из чего состоит поверхность. Поскольку на ней есть вода, поверхность Луны поглощает свет с длиной волны 3 м (0,000003 метра). Однако по поглощению на этой длине волны невозможно различить молекулярную воду и гидроксильные соединения.
Используя телескоп стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии (SOFIA) NASA / DLR, пролетевший на высоте 43000 футов, команда, написавшая одну из новых статей, наблюдала залитые солнцем участки поверхности Луны в диапазоне длин волн 5-8 мкм. H 2 O дает характерный пик в спектре на высоте 6 м, и, сравнивая приэкваториальную область в качестве базовой линии (которая, как считается, почти не имеет воды) с областью около южного полюса, это исследование сообщает о первых однозначных наблюдениях. молекулярной воды в условиях окружающей среды на поверхности Луны в количестве 100-400 частей на миллион.
Это на несколько порядков больше, чтобы большая часть воды могла адсорбироваться на поверхности зерен реголита. Вместо этого авторы предполагают, что вода, которую они наблюдали, должна быть заперта внутри стекла, образованного крошечными метеоритами, ударяющимися и плавящими уже гидратированные зерна реголита. В качестве альтернативы он может находиться в пустотах между границами зерен, что облегчит его извлечение. Где именно находится эта вода, будет чрезвычайно интересно для будущих исследователей, поскольку это будет определять процессы и энергию, необходимые для ее извлечения.
К счастью, в другой статье использовались новые теоретические модели, основанные на данных о температуре и изображениях с более высоким разрешением, полученных с лунного разведывательного орбитального аппарата, для уточнения прогнозов того, где условия являются подходящими для того, чтобы молекулярная вода могла быть захвачена в виде льда.
Предыдущие исследования уже показали, что такие «холодные ловушки» шириной в несколько километров существуют в постоянно затененных областях вблизи полюсов, где может присутствовать водяной лед. Однако данные, полученные с орбитального космического корабля, не позволили сделать вывод о том, что это молекулярная вода или гидроксил.Новое исследование показало, что существует множество небольших холодных ловушек, в которых условия позволяют накапливаться водяному льду — в сантиметрах или дециметрах. Фактически, таких ловушек должно быть в сотни или тысячи раз больше, чем более крупных холодных ловушек.
Команда подсчитала, что 0,1% всей поверхности Луны достаточно холодно, чтобы улавливать воду в виде льда, и что большинство этих ледяных ловушек находится на высоких широтах (> 80 °). Это особенно близко к южному полюсу Луны, что сужает выбор будущих посадочных площадок с наибольшими шансами найти застрявший в ловушке водяной лед.Однако важно понимать, что в этих двух исследованиях изучались районы на разных широтах (55 ° -75 ° ю.ш. против> 80 ° ю.ш.), и поэтому их нельзя сравнивать напрямую.
Тем не менее, эти последние открытия еще больше улучшают наше понимание истории воды на нашем ближайшем соседе. Они, несомненно, укрепят планы по возвращению на Луну. Такие инструменты, как прибор Европейского космического агентства (полезная нагрузка «ПРОСПЕКТ» на «Луне 27»), смогут проводить измерения на Луне, чтобы «подтвердить достоверность» этих заманчивых проблесков огромного объема информации, которую еще предстоит открыть.
.