Přítomnost a původ vody na měsíčním povrchu je předmětem rostoucího vědeckého zájmu, zejména v souvislosti s budoucím vesmírným průzkumem a možností využití měsíčních zdrojů. Nový výzkum ukazuje, že převážná část měsíční vody pochází ze slunečního větru – konstantního proudu nabitých částic emitovaných Sluncem – a její distribuce do značné míry závisí na zeměpisné šířce Měsíce a vyspělosti jeho půdy (regolitu).
Klíčová zjištění z mise Chang’e-6
Tým výzkumníků z Ústavu geologie a geofyziky Čínské akademie věd (IGGCAS) analyzoval vzorky měsíční půdy vrácené čínskou misí Chang’e-6, která se stala prvním sběratelem materiálu z odvrácené strany Měsíce. Vzorky vykazovaly překvapivě vysoké koncentrace hydroxylu (OH) a vody (H2O) a výjimečně nízké poměry deuteria k vodíku (D/H). Tyto charakteristiky jsou do značné míry v souladu s teorií, že měsíční voda pochází ze slunečního větru.
Srovnáním těchto vzorků s těmi z čínské mise Chang’e 5 (shromážděných z podobné zeměpisné šířky na blízké straně) a misí NASA Apollo (z nižších zeměpisných šířek), studie poukazuje na globální zdroj sluneční větrné vody, jejíž distribuce je primárně určena zeměpisnou šířkou a vyspělostí regolitu – ukazatelem toho, jak je měsíční půda zvětralá a pozměněná.
Role zeměpisné šířky a vyspělosti regolitu
Zdá se, že důležitým faktorem je zeměpisná šířka, která úzce souvisí s teplotou. Předchozí pozorování indické mise Chandrayaan-1 pomocí přístroje Moon Mineralogy Mapper (M3) zpočátku ukázala, že se hydroxylové skupiny koncentrují ve vyšších zeměpisných šířkách. Přestože následné analýzy přinesly protichůdné výsledky, nálezy Chang’e-6 toto spojení podporují. Vzorky z vyšších zeměpisných šířek mají tendenci obsahovat více vody.
Důležitou roli hraje také regolitová zralost. Vyzrálejší regolit, který byl delší dobu vystaven kosmickému zvětrávání a slunečnímu záření, má tendenci obsahovat vyšší koncentrace vody. Vzorky Chang’e-6 vykazovaly silnější signály příjmu vody a vyšší zralost regolitu ve srovnání se vzorky z mise Chang’e-5, ačkoli obsahovaly zhruba stejné množství vody na úrovni zrn.
Problém měření měsíční vody
Přesné určení množství a distribuce měsíční povrchové vody je náročné. Předchozí pokusy analyzovat globální data pomocí různých metod tepelné korekce vedly k protichůdným závěrům. Vědci zdůraznili, že přímá laboratorní analýza vrácených vzorků měsíční půdy poskytuje nejspolehlivější data.
Vyplnění mezery ve znalostech o odvrácené straně Měsíce
Před čínskými lunárními misemi bylo chápání složení odvrácené strany Měsíce omezeno na data dálkového průzkumu. Vzorky Apollo a Luna poskytly cenné informace o obsahu vody a jejím původu, ale byly shromážděny na blízké straně v nižších zeměpisných šířkách. Mise Chang’e-5 (2020) vrátila půdu z místa střední zeměpisné šířky na přilehlé straně a nedávná mise Chang’e-6 poskytla vzorky z místa střední zeměpisné šířky na vzdálené straně. Tyto vzorky umožňují přímé srovnání mezi dvěma stranami Měsíce a rozšiřují naše chápání distribuce vody.
Analytické metody a výsledky
Výzkumníci použili dvě klíčové analytické metody ke studiu vzorků Chang’e-6:
- Spektrální měření: Byl vyhodnocen celkový obsah OH/H2O, přičemž byla zjištěna objemová koncentrace 183 ± 34 ppm.
- Hloubkové profilování NanoSIMS: Koncentrace vodíku a poměry D/H byly měřeny na úrovni mikroskopických zrn. Tato analýza zjistila vysoké koncentrace vodíku (1000–17500 ppm) a extrémně nízké hodnoty δD (až -983‰) – silný důkaz původu slunečního větru.
Důsledky pro budoucí průzkum Měsíce
Tyto výsledky naznačují, že měsíční povrchová voda je pravděpodobně nejhojnější ve zralém regolitu ve vyšších zeměpisných šířkách. Pochopení tohoto vztahu je zásadní pro plánování budoucího úsilí o využití lunárních zdrojů. Studie zdůrazňuje, že při průzkumu vody na Měsíci je důležité vzít v úvahu jak zeměpisnou šířku, tak vyspělost regolitu.
Výzkumná spolupráce zahrnovala Šanghajský institut technické fyziky Čínské akademie věd, Ústav geochemie Čínské akademie věd a Čínskou akademii leteckých systémů a inovací. >Tento výzkum nakonec udělal významný krok vpřed v pochopení původu a distribuce měsíční vody a jejího potenciálu podporovat budoucí vesmírné snahy.
