На Луне находят все больше воды. Почему это важно

Возможность добывать воду на Луне станет хорошим подспорьем для будущих лунных миссий: ее можно не только пить, но и производить топливо.

Ученые впервые нашли доказательства того, что на освещенной Солнцем стороне Луны есть вода. Это даст новый толчок для развития программ по созданию лунной базы. Воду можно будет не только пить, но и расщеплять на водород и кислород, получая компоненты для ракетного топлива и пригодный для дыхания воздух.

При этом накоплений воды, находящихся в темных областях у полюсов Луны оказалось намного больше предполагаемого - ее площадь равна территории Нидерландов или Швейцарии. Такие запасы воды на поверхности Луны станут настоящим подарком для колонистов. Корреспондент.net рассказывает подробности.

В течение многих десятилетий Луна считалась в основном безводным телом. Лишь в последние годы наблюдения показали наличие залежей водяного льда в приполярных областях Луны - в основном, в вечно затененных крупных кратерах, на дно которых никогда не попадает солнечный свет.

Ученые окончательно доказали наличие водяного льда на поверхности Луны в середине 2018 года. Тогда присутствие воды впервые удалось установить не косвенными, а прямыми наблюдениями с окололунной орбиты.

Воду на Луне действительно нашли в приполярных районах в так называемых холодных ловушках - постоянно затемненных областях вокруг полюсов, где царят крайне низкие температуры. 

Поиски воды на Луне имеют крайне важное значение для будущих пилотируемых полетов к естественному спутнику Земли, а неоднородное распределение лунных ресурсов может привести к трудностям в реализации Договора о космосе.

Дело в том, что на солнечной стороне Луны водяной лед находится в нестабильном состоянии, поскольку нагревается лучами Солнца и достаточно быстро сублимирует.

На этой неделе NASA сообщило, что астрономы с помощью летающей обсерватории SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) нашли молекулы воды в грунте лунного кратера Клавий. Статья об этом опубликована в журнале Nature Astronomy.

Несмотря на довольно незначительное содержание воды в грунте, наблюдения показали, что ее молекулы способны сохраняться на видимой стороне Луны, будучи заключенными в частицы почвы. 

"Это открытие меняет наше представление о лунной поверхности и поднимает интригующие вопросы о ресурсах, годных для исследования далекого космоса", - заявил директор астрофизического отдела NASA Пол Херц.

Исследования проходили на длине волны шесть микрометров. Целями для обсерватории стали кратер Клавиус, находящийся в высоких южных широтах, и Море Ясности, находящееся ближе к экватору Луны.

В кратере Клавий и в его окрестностях содержание молекул воды составляет от 100 до 400 микрограмм на грамм грунта. Если сравнивать это с земными условиями, то в пустыне Сахара в сто раз больше воды, чем на Луне.

Обнаружение небольших, но достаточных для изучения концентраций воды ставит перед учеными вопросы о том, как могли образоваться эти молекулы, и главное - как вода может сохраняться долгое время в условиях солнечного облучения, не испаряясь.

Предполагается, что молекулы воды находятся внутри частиц ударного стекла или в пустотах между зернами реголита, что позволяет им сохраняться.

Ученые отмечают, что исследование с помощью SOFIA описывает ситуацию на Луне в отдельных местах и в современную эпоху и не может описать эволюцию содержания воды в лунном грунте на протяжении долгого времени. 

Считается, что источником воды на Луне могли быть кометы, однако симуляции показывают, что занесенные ими запасы должны иссякнуть уже спустя 20 миллионов лет.

По другой версии, вода могла образовываться за счет атомов водорода, принесенных в в составе солнечного ветра, которые затем соединились с кислородом в составе минералов и образовали гидроксил. Затем энергия, выделяющаяся при ударах метеоритов, могла превращать гидроксил в воду.

Теперь ученые планируют картировать большую часть Луны, чтобы охарактеризовать поведение воды. Чтобы понять ее происхождение и факторы сохранения в грунте, необходимо выяснить, меняется ли количество воды вдоль лунной поверхности с течением суток и с широтой.

Ответы на эти вопросы позволят понять, как в будущем можно будет выделять воду, например, в ходе пилотируемых миссий.

Если вода заключена в реголите, требуется лишь собрать его и нагреть до определенной температуры. Если вода заключена в вулканическом стекле, это потребует расплавления породы и больших энергетических затрат.

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.

Каким бы способом не придется добывать воду на Луне, все равно будет гораздо дешевле изготавливать ракетное топливо уже на спутнике, чем доставлять его с Земли. 

Получение топлива на Луне поможет снизить стоимость космических путешествий и позволит сделать лунную базу более доступной.

В другой статье журнала Nature Astronomy ученые, используя теоретические модели и данные с орбитального зонда NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, показали, что вода на Луне может сохраняться не только в ранее обнаруженных полярных кратерах, но и в небольших темных областях, где температура в течение лунного дня не понимается выше точки замерзания льда.

Авторы статьи предполагают, что в околополярных областях Луны находится около 40 тысяч квадратных километров перманентно затененных участков, где может быть вода, - от кратеров шириной в несколько километров до неглубоких впадин в испещренной метеоритами поверхности Луны. 

Ученые считают, что добывать воду в этих областях будет легко: луноход может вытащить глыбы льда или грунта в освещенную солнцем область, а затем собрать воду, которая начнет испаряться. 

Новости от Корреспондент.net в Telegram. Подписывайтесь на наш канал https://t.me/korrespondentnet