Поверхность Луны, казалось бы безжизненная и сухая, скрывает удивительные процессы космической химии. Недавнее исследование, опубликованное в журнале JGR Planets 17 марта, предлагает революционный взгляд на образование воды на нашем естественном спутнике.
Учёные из NASA под руководством планетарного исследователя Ли Сиа Йео из Центра космических полётов Годдарда провели эксперимент, который может объяснить давнюю загадку: откуда на Луне берётся вода? Предыдущие миссии обнаружили следы воды и гидроксильных молекул (OH) на лунной поверхности, но механизм их формирования оставался неясным.
Ключевую роль в этом процессе может играть солнечный ветер — поток заряженных частиц, вырывающихся из Солнца со скоростью более 1,6 миллиона километров в час. В отличие от Земли, защищенной мощным магнитным полем, Луна имеет лишь слабое, неравномерное магнитное поле, оставляющее её почти беззащитной перед этим космическим ураганом.
Лунный реголит (поверхностный слой пыли и камней) содержит кислород, но практически лишен водорода — второго необходимого компонента для образования воды. Исследователи предположили, что солнечный ветер, состоящий преимущественно из протонов (ядер водорода без электронов), может восполнить этот недостаток. Когда протоны достигают лунной поверхности, они «заимствуют» электроны из реголита, превращаясь в атомы водорода, которые затем соединяются с имеющимся кислородом, образуя молекулы воды.
Для проверки этой гипотезы учёные создали миниатюрный ускоритель частиц в вакуумной камере. Они направили «искусственный солнечный ветер» на образцы лунного грунта, собранные астронавтами миссии «Аполлон-17" в 1972 году. Эксперимент симулировал воздействие солнечного ветра на Луну в течение примерно 80 000 лет. Результаты оказались впечатляющими: в образцах появились следы воды, которой там изначально не было.
Особенно интересен характер распределения воды на лунной поверхности. Её уровень восстанавливается ежедневно, несмотря на потери, что указывает на постоянный процесс образования под воздействием солнечного ветра. Это объясняет, почему предыдущие миссии обнаруживали следы воды даже на освещенных Солнцем участках Луны, где она, казалось бы, должна быстро испаряться.
Эти открытия имеют огромное значение для будущих лунных экспедиций. Понимание механизмов формирования воды может помочь астронавтам эффективнее использовать местные ресурсы. Особое внимание привлекает южный полюс Луны, где в вечно затененных кратерах могут находиться значительные запасы водяного льда — потенциального источника питьевой воды и компонента для производства ракетного топлива.
Исследование NASA также проливает свет на взаимодействие солнечного ветра с другими небесными телами, лишенными атмосферы и сильного магнитного поля. Это помогает понять процессы, которые могут создавать или уничтожать воду — ключевой компонент для возникновения жизни — на различных объектах Солнечной системы и за её пределами.
Учёные из NASA под руководством планетарного исследователя Ли Сиа Йео из Центра космических полётов Годдарда провели эксперимент, который может объяснить давнюю загадку: откуда на Луне берётся вода? Предыдущие миссии обнаружили следы воды и гидроксильных молекул (OH) на лунной поверхности, но механизм их формирования оставался неясным.
Ключевую роль в этом процессе может играть солнечный ветер — поток заряженных частиц, вырывающихся из Солнца со скоростью более 1,6 миллиона километров в час. В отличие от Земли, защищенной мощным магнитным полем, Луна имеет лишь слабое, неравномерное магнитное поле, оставляющее её почти беззащитной перед этим космическим ураганом.
Лунный реголит (поверхностный слой пыли и камней) содержит кислород, но практически лишен водорода — второго необходимого компонента для образования воды. Исследователи предположили, что солнечный ветер, состоящий преимущественно из протонов (ядер водорода без электронов), может восполнить этот недостаток. Когда протоны достигают лунной поверхности, они «заимствуют» электроны из реголита, превращаясь в атомы водорода, которые затем соединяются с имеющимся кислородом, образуя молекулы воды.
Для проверки этой гипотезы учёные создали миниатюрный ускоритель частиц в вакуумной камере. Они направили «искусственный солнечный ветер» на образцы лунного грунта, собранные астронавтами миссии «Аполлон-17" в 1972 году. Эксперимент симулировал воздействие солнечного ветра на Луну в течение примерно 80 000 лет. Результаты оказались впечатляющими: в образцах появились следы воды, которой там изначально не было.
Особенно интересен характер распределения воды на лунной поверхности. Её уровень восстанавливается ежедневно, несмотря на потери, что указывает на постоянный процесс образования под воздействием солнечного ветра. Это объясняет, почему предыдущие миссии обнаруживали следы воды даже на освещенных Солнцем участках Луны, где она, казалось бы, должна быстро испаряться.
Эти открытия имеют огромное значение для будущих лунных экспедиций. Понимание механизмов формирования воды может помочь астронавтам эффективнее использовать местные ресурсы. Особое внимание привлекает южный полюс Луны, где в вечно затененных кратерах могут находиться значительные запасы водяного льда — потенциального источника питьевой воды и компонента для производства ракетного топлива.
Исследование NASA также проливает свет на взаимодействие солнечного ветра с другими небесными телами, лишенными атмосферы и сильного магнитного поля. Это помогает понять процессы, которые могут создавать или уничтожать воду — ключевой компонент для возникновения жизни — на различных объектах Солнечной системы и за её пределами.