Місячна вода пов’язана з сонячним вітром: згідно з дослідженням, ключовими факторами є широта та зрілість реголіту
Наявність і походження води на поверхні Місяця є предметом зростаючого наукового інтересу, особливо в контексті майбутніх досліджень космосу та можливості використання місячних ресурсів. Нові дослідження показують, що основна маса місячної води надходить від сонячного вітру — постійного потоку заряджених частинок, які випромінює Сонце, — і її розподіл значною мірою залежить від широти Місяця та зрілості його ґрунту (реголіту).
Ключові висновки місії Chang’e-6
Команда дослідників з Інституту геології та геофізики Академії наук Китаю (IGGCAS) проаналізувала зразки місячного ґрунту, повернуті китайською місією Chang’e-6, яка вперше зібрала матеріал із зворотного боку Місяця. Зразки показали напрочуд високі концентрації гідроксилу (OH) і води (H2O) і виключно низьке співвідношення дейтерію до водню (D/H). Ці характеристики в основному узгоджуються з теорією про те, що місячна вода походить від сонячного вітру.
Порівнюючи ці зразки із зразками китайської місії Chang’e 5 (зібрані на подібній широті на ближній стороні) і місії НАСА «Аполлон» (з нижчих широт), дослідження вказує на глобальне джерело води сонячного вітру, розподіл якого в основному визначається широтою та зрілістю реголіту — індикатором того, наскільки вивітрюється та змінюється місячний ґрунт.
Роль широти та зрілості реголіту
Широта, тісно пов’язана з температурою, є важливим фактором. Попередні спостереження індійської місії Chandrayaan-1 з використанням інструменту Moon Mineralogy Mapper (M3) спочатку показали, що гідроксил концентрується у вищих широтах. Хоча наступні аналізи дали суперечливі результати, висновки Chang’e-6 підтверджують цей зв’язок. Зразки з більш високих широт, як правило, містять більше води.
Зрілість реголіту також відіграє важливу роль. Більш зрілий реголіт, який протягом тривалого часу піддавався впливу космічного вивітрювання та сонячного випромінювання, має тенденцію містити більшу концентрацію води. Зразки Chang’e-6 показали сильніші сигнали поглинання води та вищу зрілість реголіту порівняно зі зразками місії Chang’e-5, хоча вони містили приблизно однакову кількість води на рівні зерна.
Проблема вимірювання місячної води
Точне визначення кількості та розподілу води на поверхні Місяця є складним завданням. Попередні спроби проаналізувати глобальні дані за допомогою різних методів термічної корекції привели до суперечливих висновків. Дослідники підкреслили, що прямий лабораторний аналіз повернутих зразків місячного ґрунту дає найбільш надійні дані.
Заповнення прогалини у знаннях про зворотний бік Місяця
До початку китайських місячних місій розуміння складу зворотного боку Місяця обмежувалося даними дистанційного зондування. Зразки Аполлона і Місяця надали цінну інформацію про вміст води та її походження, але були зібрані на ближній стороні в нижчих широтах. Місія Chang’e-5 (2020) повернула ґрунт із ділянки середніх широт на ближній стороні, а нещодавня місія Chang’e-6 надала зразки з ділянки середніх широт на дальній стороні. Ці зразки дозволяють проводити пряме порівняння між двома сторонами Місяця, розширюючи наше розуміння розподілу води.
Аналітичні методи та результати
Дослідники використовували два ключові аналітичні методи для вивчення зразків Chang’e-6:
- **Спектральні вимірювання: ** Оцінено загальний вміст OH/H2O, виявивши об’ємну концентрацію 183 ± 34 ppm.
- Профілювання глибини NanoSIMS: Концентрацію водню та співвідношення D/H вимірювали на рівні мікроскопічного зерна. Цей аналіз виявив високі концентрації водню (1000–17500 ppm) і надзвичайно низькі значення δD (до −983‰) — вагомі докази походження сонячного вітру.
Наслідки для майбутніх досліджень Місяця
Ці результати вказують на те, що місячна поверхнева вода, ймовірно, найбільш поширена в зрілому реголіті на вищих широтах. Розуміння цього зв’язку має вирішальне значення для планування майбутніх зусиль з використання місячних ресурсів. Дослідження підкреслює важливість врахування як широти, так і зрілості реголіту при дослідженні води на Місяці.
Дослідницьке співробітництво включало Шанхайський інститут технічної фізики Академії наук Китаю, Інститут геохімії Академії наук Китаю та Китайську академію аерокосмічних систем та інновацій. >Зрештою, це дослідження робить значний крок вперед у розумінні походження та поширення місячної води та її потенціалу для підтримки майбутніх космічних зусиль.
