211service.com
Water op de maan moet toegankelijker zijn dan we dachten
DAT
Als je het nog niet weet: Ja, er is water op de maan. NASA suggereert dat er zoveel is als 600 miljoen ton van waterijs daar, dat op een dag maankolonisten zou kunnen helpen overleven. Het kan zelfs worden omgezet in een betaalbare vorm van raketbrandstof (je hoeft alleen water te splitsen in zuurstof en waterstof, en presto - je hebt voortstuwing voor ruimtevluchten).
Helaas hebben we nooit geweten hoeveel water er eigenlijk op de maan is, waar die reserves precies zijn opgeslagen, of hoe we toegang kunnen krijgen tot het water en het kunnen oogsten. Ook hebben wetenschappers nooit echt begrepen hoe het water daar is ontstaan.
We hebben nog steeds geen antwoorden op deze vragen, maar twee nieuwe onderzoeken die vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd, suggereren dat water op de maan niet zo verborgen is als wetenschappers ooit dachten.
Door het kijkglas
De eerste studie meldt de detectie van watermoleculen op maanoppervlakken die zijn blootgesteld aan zonlicht in de buurt van de 231 kilometer lange Clavius-krater, dankzij observaties van de Stratosferisch Observatorium voor Infraroodastronomie (SOFIA) gerund door NASA en het Duitse Aerospace Center. Lange tijd werd gedacht dat water de beste kans zou hebben om stabiel te blijven in gebieden van de maan, zoals grote kraters, die permanent bedekt zijn met schaduwen. Dergelijke gebieden en al het water dat ze bevatten, dachten onderzoekers, zouden worden beschermd tegen temperatuurverstoringen veroorzaakt door zonnestralen.
Het blijkt dat er op klaarlichte dag water zit. Dit is de eerste keer dat we met zekerheid kunnen zeggen dat het watermolecuul aanwezig is op het maanoppervlak, zegt Casey Honniball , een onderzoeker bij NASA Goddard Space Flight Center en hoofdauteur van de SOFIA-studie.
De SOFIA-waarnemingen wijzen op watermoleculen die zijn opgenomen in de structuur van glasparels, waardoor de moleculen bestand zijn tegen blootstelling aan zonlicht. De hoeveelheid water in deze glazige kralen is vergelijkbaar met 12 ons verspreid over een kubieke meter aarde, verspreid over het oppervlak van de maan. We verwachten dat de overvloed aan water zal toenemen naarmate we dichter bij de polen komen, zegt Honniball. Maar wat we met SOFIA hebben waargenomen, is het tegenovergestelde: de kralen werden gevonden in een breedtegebied dat dichter bij de evenaar ligt, hoewel dat waarschijnlijk geen wereldwijd fenomeen is.
SOFIA is een observatorium in de lucht dat is opgebouwd uit een aangepaste 747 die hoog door de atmosfeer vliegt, zodat de drie meter lange telescoop objecten in de ruimte kan observeren met minimale verstoring door de waterzware atmosfeer van de aarde. Dit is vooral handig voor waarnemingen in infrarode golflengten, en in dit geval hielp het onderzoekers om moleculair water te onderscheiden van hydroxylverbindingen op de maan.
De glazige waterpartijen op de maan werden eerder gevonden in een onderzoek naar maanminerologie uitgevoerd in 1969 (dankzij observaties gemaakt door een ballonobservatorium). Maar die waarnemingen werden niet gerapporteerd en gepubliceerd. Misschien realiseerden ze zich niet de grote ontdekking die ze eigenlijk hadden gedaan, zegt Honniball.
De hoeveelheid water in de glasparels is een beetje laag om nuttig te zijn voor mensen, maar het is mogelijk dat de concentratie in andere gebieden veel groter is (het SOFIA-onderzoek was slechts gericht op één gebied van de maan).
Wat nog belangrijker is, de bevindingen plagen de mogelijkheid van een maanwatercyclus die de waterreserves op de maan zou kunnen aanvullen, iets dat nauwelijks begrijpelijk lijkt voor een wereld waarvan lang werd gedacht dat het droog en dood was. Het is een nieuw gebied waar we nog niet echt in detail naar hebben gekeken, zegt Clive Neal , een planetaire geoloog aan de Universiteit van Notre Dame, die bij geen van beide studies betrokken was.
De kleinste schaduwen
de tweede studie , zou echter relevanter kunnen zijn voor NASA's onmiddellijke plannen voor maanverkenning. De nieuwe bevindingen suggereren dat de waterijsreserves van de maan worden onderhouden in zogenaamde micro-koudevallen met een diameter van slechts een centimeter of minder. Nieuwe 3D-modellen gegenereerd met behulp van thermisch infrarood en optische beelden gemaakt door NASA's Lunar Reconnaissance Orbiter laten zien dat de temperaturen in deze microvallen laag genoeg zijn om waterijs intact te houden. Ze kunnen verantwoordelijk zijn voor het huisvesten van 10 tot 20% van het water dat is opgeslagen in alle permanente schaduwen van de maan, voor een totale oppervlakte van ongeveer 40.000 vierkante kilometer, meestal in regio's dichter bij de polen.
In plaats van slechts een handvol grote koude vallen in ‘kraters met namen’, is er een heel sterrenstelsel van kleine koude vallen verspreid over het hele poolgebied, zegt Paul Hayne , een planetaire wetenschapper aan de Universiteit van Colorado, Boulder, de hoofdauteur van de studie. Micro-koudevallen zijn veel toegankelijker dan grotere, permanent beschaduwde gebieden. In plaats van missies te ontwerpen om zich diep in de schaduw te wagen, zouden astronauten en rovers in het zonlicht kunnen blijven terwijl ze water uit micro-koude vallen halen. Er kunnen honderden miljoenen of zelfs miljarden van deze locaties over het maanoppervlak verspreid zijn.
Meer gegevens maken meer mysteries
De onderzoeken zijn niet perfect. Er is nog geen duidelijke verklaring voor hoe deze watervoerende glazen zijn ontstaan. Honniball zegt dat ze waarschijnlijk afkomstig zijn van meteorieten die ofwel het water hebben gegenereerd bij een botsing of het hebben afgeleverd zoals het is. Of ze kunnen het resultaat zijn van oude vulkanische activiteit. Neal wijst erop dat de SOFIA-studie geen volledig beeld kan geven van waarom de verdeling van glas verschijnt als een functie van de breedtegraad, of hoe deze tijdens een volledige maancyclus zou kunnen veranderen. Directe observaties zijn nodig om te bevestigen wat beide onderzoeken suggereren en om de vragen die ze oproepen te beantwoorden.
Op dat soort gegevens hoeven we misschien niet lang te wachten. In de aanloop naar de Artemis-missies die bedoeld zijn om astronauten terug naar het oppervlak van de maan te brengen, is NASA van plan een reeks robotmissies dat zou ook helpen om het waterijsgehalte op de maan te karakteriseren. De meest spraakmakende van deze missies is: ADDER , een rover die gepland staat voor lancering in 2022 en die zou moeten zoeken naar ondergronds waterijs.
In het licht van de nieuwe bevindingen zou NASA ervoor kunnen kiezen om VIPER's doel een beetje te veranderen om ook oppervlaktewater te bestuderen, en om eventuele glaselementen onder de zon nader te bekijken of te onderzoeken hoe goed de micro-koudevallen zouden kunnen werken om waterijs te behouden. Andere NASA-payloads, evenals missies uitgevoerd door andere landen , zullen waarschijnlijk de inhoud van oppervlaktewater nader bestuderen. Neal suggereert dat een maan-exosfeer-monitoringsysteem zeer nuttig zou zijn bij het ontrafelen van de geschiedenis van water op de maan en bij het uitzoeken hoe een mogelijke maanwatercyclus resulteert in stabiel (of onstabiel) water op het oppervlak.
Hoe meer we naar de maan kijken, hoe minder we lijken te begrijpen, zegt Neal. Nu hebben we nog een paar redenen om terug te gaan en het te bestuderen. We moeten aan de oppervlakte komen en monsters nemen en meetstations opzetten om daadwerkelijk definitieve gegevens te krijgen om dit soort cycli te bestuderen.