När det kommer till det är månen en ganska fientlig miljö. Det är extremt kallt, täckt med elektrostatiskt laddat damm som klamrar fast vid allt (och kan orsaka andningsbesvär vid inandning), och dess yta bombas kontinuerligt av strålning och enstaka meteor. Och ändå har månen också mycket att göra när det gäller att etablera en mänsklig närvaro där.
Förutom att erbjuda astronauter med omfattande forskningsmöjligheter har forskare i årtionden teoretiserat att det finns vattenis på månens yta. Men tack vare en ny studie av ett team av NASA-stödda forskare har vi nu ett definitivt bevis på att månen har en riklig tillgång till vattenis i sina polära regioner. Denna nyhet kan ytterligare driva NASA och andra rymdbyråer planerar att bygga en bas där under de kommande decennierna.
Studien, med titeln "Direkt bevis på ytutsatt vattenis i månens polära regioner", dykte nyligen upp i Fortsättningar från National Academy of Sciences. Studien leddes av Shuai Li - en postdoktorisk forskare vid University of Hawaii - och inkluderade medlemmar från Brown University, University of Colorado Boulder, University of California Los Angeles (UCLA), John Hopkins University och NASA Ames Research Center .
Möjligheten att månvattenis finns i de permanent skuggade regionerna (PSR) - dvs de kraterade polära regionerna - föreslogs först på 1960-talet. Det var emellertid först 2008 som de första bevislinjerna för förekomsten av månvatten började dyka upp. Dessa inkluderade studien av månklippprover som togs tillbaka av Apollo-astronauterna, som avslöjade bevis på vattenmolekyler som fångats i vulkaniska glaspärlor.
Innan detta hade NASA-forskare trott att spårmängden vatten de hade hittat i dessa prover var resultatet av föroreningar. Det var också 2008 som Indiens Chandrayaan-1 orbiter och dess tillhörande sonder - som inkluderade den indiska designade Moon Impact Probe (MIP) och NASA: s Moon Minerology Mapper (M³) - fann indirekta bevis på vatten i Månens södra polära region.
Detta inkluderade bevis på väte i skräp som släpptes av MIP efter att det påverkade i Shackleton krater. Dessa fynd bekräftades av NASAs Moon Minerology Mapper (M³), som också noterade närvaron av väte över stora delar av den södra polära regionen. Ett år senare hittade NASA: s Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) och Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) uppdrag också bevis på vatten i det lunar södra polära området.
Inget av dessa uppdrag kunde emellertid ge direkt bevis på månvattnet. I hopp om att avhjälpa detta konsulterade Li och hans kollegor data från M³-uppdraget och jämförde dem med data som skaffats av Lunar Orbiter Laser Altimeter (LOLA), Lyman-Alpha Mapping Project och Diviner Lunar Radiometer Experiment ombord Lunar Reconnaissance Orbiter-uppdraget.
Vad de fann var absorptionsfunktioner i M3 data som liknade de för rent vattenis som hade uppmättts i laboratoriet. Som Li sade i en nyligen släppt University of Hawaii News:
”Vi fann att distributionen av is på månens yta är väldigt ojämn, vilket skiljer sig mycket från andra planetarier som Mercury och Ceres där isen är relativt ren och riklig. De spektrala egenskaperna hos vår upptäckta is tyder på att de bildades genom långsam kondensation från en ångfas antingen på grund av påverkan eller vattenmigrering från rymden. "
Detta var ingen lätt uppgift, eftersom M³-uppdraget var utformat för att mäta ljus som reflekteras från de upplysta områdena på månen. På PSR finns det emellertid inget direkt solljus, vilket innebar att M³ bara kunde mäta spritt ljus i dessa områden. Detta komplicerades ytterligare av det faktum att månen inte har någon atmosfär, vilket innebär att ljus som studsar runt ytan är spridd svagt och ger en svag signal.
"Detta var ett riktigt överraskande resultat", sa Li. ”Medan jag var intresserad av att se vad jag kunde hitta i M3 data från lägesrapporter, Jag hade inget hopp om att se isfunktioner när jag startade detta projekt. Jag blev förvånad när jag tittade närmare och hittade sådana meningsfulla spektraldrag i mätningarna. ”
Dessa resultat är spännande nyheter för NASA och andra rymdbyråer som hoppas kunna bygga en månpost som börjar någon gång under det kommande decenniet. Dessa inkluderar ESA: s plan att bygga en "internationell månby" som skulle fungera som en andlig efterföljare till den internationella rymdstationen (ISS). NASA har också föreslagit att bygga en månbas under det kommande decenniet, som kan vara beläget i PSR: er eller i stabila lavarör.
Roscosmos och den kinesiska rymdadministrationen (CNSA) har också tillkännagivit sina egna planer för en månpost, vilket skulle vara kulminationen på månutforskningsprogram som skulle se besättningsuppdrag skickas till ytan i slutet av 2020- och 2030-talet. Bekräftelsen på att månpolregionerna har gott om vattenis leder effektivt alla dessa planer till verkligheten.
I grund och botten indikerar den starka närvaron av is på ytan att det kan finnas mycket mer under ytan. Inte bara kunde denna is användas för att förse besättningarna på en månbas med dricksvatten, utan isen kan också användas för att tillverka hydrazinbränsle. Denna bas kan därför fungera som en tankningsstation för uppdrag på väg till Mars eller längre in i solsystemet och potentiellt raka miljarder från kostnaden för rymduppdrag med lång tid.
Det har varit tydligt att världens stora rymdbyråer avser att mänskligheten ska återvända till månen. Men den här gången vill de att vi ska stanna där. Förutom att utveckla den nödvändiga tekniken och komponenterna för att göra detta, är det också viktigt att se till att det finns tillräckliga resurser för lokalt utnyttjande.
Och se till att kolla den här videon om månvattnet, med tillstånd av NASA:
