Дослідження показує карту води Місяця поблизу його південного полюса

Нове дослідження з використанням Стратосферної обсерваторії інфрачервоної астрономії (SOFIA), яка вже припинила свою роботу, створило першу детальну карту розподілу води на Місяці. SOFIA був спільним проєктом NASA та Німецького космічного агентства DLR. Завдяки чітким, ідентифікованим місячним особливостям, виділеним за допомогою даних про воду, дослідження дає підказки про те, як вода може рухатися поверхнею Місяця, зокрема поблизу його Південного полюса — важливої ​​області для дослідження космосу.

Нова карта охоплює приблизно одну чверть зверненої до Землі сторони місячної поверхні нижче 60 градусів широти і простягається до південного полюса Місяця. Враховуючи великий охоплений регіон, дослідники могли легко визначити, як вода пов’язана з елементами поверхні Місяця, тримаючись подалі від сонячного світла та віддаючи перевагу холодним областям.

«Дивлячись на дані про воду, ми фактично можемо побачити краю кратерів, ми бачимо окремі гори, і ми навіть можемо побачити різницю між денною та нічною сторонами гір, завдяки вищій концентрації води в цих місцях», — сказав Білл Річ, директор наукового центру SOFIA в дослідницькому центрі Еймса NASA в Кремнієвій долині Каліфорнії та провідний автор дослідження, яке було представлено на Конференції з вивчення Місяця та планет у 2023 році.

Наприкінці 2024 року марсохід NASA Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) приземлиться в досліджуваному SOFIA регіоні на вершині Монс Мутон, щоб провести першу місію із картографування ресурсів за межами Землі. Місячна гора з плоскою вершиною буде особливою темою в наступній статті команди, яка керувала поточним дослідженням даних SOFIA.

Це поточне відкриття разом із двома попередніми результатами SOFIA щодо кількості та розподілу води на освітленій сонцем поверхні Місяця відстежує унікальний світловий підпис води. Інші місії, які спостерігали за широкими ділянками місячної поверхні, вивчали різні довжини хвиль світла, які не можуть відрізнити воду від подібних молекул, таких як гідроксил. Вода Місяця присутня в ґрунті і може бути знайдена у вигляді кристалів льоду або у вигляді молекул води, хімічно зв’язаних з іншими матеріалами. 

Замість того, щоб визначити абсолютну кількість води в регіоні, дослідники порівняли дані, отримані навколо південного полюса Місяця, з відносно сухим еталонним регіоном біля екватора Місяця, щоб побачити, як змінюється її кількість. Вода була виявлена ​​у більших концентраціях на затінених сторонах кратерів і гір, подібно до того, як лижники на Землі знають, що на схилах, на яких менше прямого сонця, довше зберігається сніг. Це свідчить про те, що місцева географія Місяця відіграє важливу роль у кількості наявної води.

Поки NASA готується відправити астронавтів назад на Місяць під керівництвом Артеміди, агентство визначило 13 кандидатів на посадку біля Південного полюса Місяця. Через Artemis NASA висадить першу жінку та першу кольорову людину на Місяць, а місячна вода може стати критичним ресурсом для встановлення довгострокової присутності людини.

«З цією картою даних SOFIA та іншими, що з’являться, ми дивимось, як вода концентрується в різних умовах навколишнього середовища на Місяці», — сказав Кейсі Гоннібол, запрошений асистент наукового співробітника та член наукової групи VIPER у Центрі космічних польотів імені Годдарда NASA, у Грінбелт, штат Меріленд, який брав участь у роботі. «Ця карта надасть цінну інформацію для програми Artemis про потенційні райони розвідки, а також надасть регіональний контекст для майбутніх наукових місій, таких як VIPER».

Окрім південного регіону, для якого було створено нові результати карти, спостереження SOFIA за об’єктами, пов’язаними з іншими місіями, знаходяться в архіві та зараз аналізуються. Місії NASA, пов’язані з Artemis, будуть спрямовані як на полярні, так і на неполярні регіони, включаючи Lunar Trailblazer, який обертатиметься навколо Місяця, щоб скласти карту його гідроксилу та води.

Звідки може надходити вода Місяця — чи є вона стародавньою та існує в мінералах Місяця в результаті ранніх вулканічних процесів на Місяці, чи є сучасною та доставляється астероїдами, кометами чи сонячним вітром, і чи вона мігрує поверхня Місяця — ще одне важливе питання, яке залишили відкритим спостереження SOFIA. VIPER прагне краще зрозуміти цю різницю, яка є важливою для визначення того, чи вода широко поширена та глибоко всередині поверхні, чи лише розсіяна на поверхні або поблизу неї.

Однак ясно, що навіть на найнижчій межі Місяць містить набагато більше води, ніж ми колись вважали.

«Наші загальні відомості з епохи Аполлона про те, що Місяць сухий до кісток, були помилковими», — сказав Пол Люсі, професор Гавайського університету в Маноа та співавтор статті. «Ми вже знаємо, що це неправильно, але питання в тому, наскільки».