Используя проект Lyman Alpha Mapping (LAMP) на борту лунного разведывательного орбитального корабля NASA (LRO), ученые наблюдали, как молекулы воды движутся вокруг дневной стороны Луны. Ламповые измерения слоя разреженных молекул толщиной с атом помогли охарактеризовать изменения гидратации Луны в течение суток.
Ученые Юго-Западного исследовательского института наблюдали за молекулами воды, движущиеся вокруг дневной стороны Луны. В своем исследовании ученые описали, как ламповые измерения разреженного слоя молекул, временно прилипших к поверхности, помогли охарактеризовать изменения гидратации Луны в течение дня.
До последнего десятилетия или около того ученые считали Луну засушливой, и любая вода существовала в основном как карманы льда в постоянно затененных кратерах вблизи полюсов. Совсем недавно ученые определили поверхностные воды в редких популяциях молекул, связанных с лунным грунтом, или реголитом. Количество и расположение зависят от времени суток. Эта вода более распространена в более высоких широтах и имеет тенденцию двигаться вокруг, когда поверхность нагревается.
Это важный новый результат о лунной воде, горячая тема, поскольку космическая программа по исследованию Луны остается актуальной для многих стран.
Исследователи преобразовали режим сбора света лампы для измерения отраженных сигналов на лунном дне с большей точностью, что позволяет более точно отслеживать, где вода и сколько ее присутствует.
Молекулы воды остаются плотно связанными с реголитом до тех пор, пока температура поверхности не достигнет максимума около лунного полудня. Затем молекулы термически десорбируются и могут отскакивать в близлежащее место, которое достаточно холодное, чтобы молекула прилипла или заполнила чрезвычайно хрупкую атмосферу Луны или экзосферу, пока температура не упадет, и молекулы не вернутся на поверхность.
Это исследование показало количество энергии, необходимой для удаления молекул воды из лунных материалов, помогая ученым понять, как вода связана с поверхностными материалами.
Лунную гидратацию сложно измерить с орбиты из-за сложного способа отражения света от лунной поверхности. Предыдущие исследования показали, что количество прыгающих молекул воды было слишком большим, чтобы объяснить известные физические процессы. Для полного учета сложностей лунной поверхности требуется дополнительная работа, но нынешние результаты показывают, что работа, по мнению ученых, определенно стоит потраченных усилий.
Ученые выдвинули гипотезу, что ионы водорода в солнечном ветре могут быть источником большей части поверхностных вод Луны. Имея это в виду, когда Луна проходит за Землей и защищена от солнечного ветра, «водяной кран» должен по существу отключаться. Тем не менее, вода, наблюдаемая лампой, не уменьшается, когда Луна защищена Землей и областью, на которую влияет ее магнитное поле, что предполагает, что вода накапливается с течением времени, а не «идет дождь» непосредственно от солнечного ветра.
Эти результаты помогают понять лунный водный цикл и, в конечном счете, помогут узнать о доступности воды, которая может быть использована людьми в будущих миссиях на Луну.
Источник воды на Луне может помочь сделать будущие миссии экипажа более устойчивыми и доступными. Лунная вода потенциально может быть использована людьми для производства топлива или для радиационной защиты или теплового управления. Если эти материалы не нужно доставлять с Земли, это делает будущие миссии более доступными.
