Die Existenz von Wasser auf dem Mond wurde bestätigt

Die Existenz von Wasser auf dem Mond wurde bestätigt

Obwohl Wasser bereits an sehr schattigen Orten auf dem Mond entdeckt wurde, hat eine Boeing 747, die in ein stratosphärisches Observatorium der NASA umgewandelt wurde, es auf der von der Sonne beleuchteten Oberfläche entdeckt. Der Befund könnte für zukünftige bemannte Missionen zu unserem Satelliten relevant sein.

DasNASA-Observatorium für stratosphärische Infrarotastronomie (SOFIA(für sein Akronym in Englisch) hat zum ersten Mal das Vorhandensein von Wasser in dem von der Sonne beleuchteten Teil der Mondoberfläche bestätigt. Diese Entdeckung zeigt, dass Wasser über die Mondoberfläche verteilt werden kann und nicht auf kalte und schattige Orte beschränkt ist.

SOFIA hat Wassermoleküle (H2O) in derClavius-Krater, eine der größten von der Erde aus sichtbaren, auf der südlichen Mondhalbkugel. Frühere Beobachtungen der Mondoberfläche ergaben irgendeine Form von Wasserstoff, konnten jedoch nicht zwischen Wasser und seinem nahen chemischen Verwandten Hydroxyl (OH) unterscheiden.

Messungen von diesem Ort aus zeigen nun das Vorhandensein von Wasser inKonzentrationen von 100 bis 412 ppmDies entspricht in etwa einer 350-ml-Flasche Wasser, die in einem Kubikmeter Erde eingeschlossen ist und über die Oberfläche unseres Satelliten verteilt ist. Die Ergebnisse werden in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift veröffentlichtNaturastronomie.

"Wir hatten Hinweise darauf, dass H2O, die bekannte Form von Wasser, die wir kennen, auf der sonnenbeschienenen Seite des Mondes vorhanden sein könnte", erklärt er.Paul Hertz, Direktor der Abteilung für Astrophysik in der Direktion für wissenschaftliche Missionen der NASA. „Jetzt wissen wir, dass es da ist. Diese Entdeckung stellt unser Verständnis der Mondoberfläche in Frage und wirft interessante Fragen zu Ressourcen auf, die für die Erforschung des Weltraums relevant sind.

Zum Vergleich: In der Sahara gibt es 100-mal so viel Wasser wie SOFIA auf dem Mondboden. Obwohl es sich um eine kleine Menge handelt, wirft die Entdeckung neue Fragen darüber auf, wie Wasser erzeugt wird und in der rauen luftlosen Mondoberfläche bestehen bleibt.

Wasser ist eine wertvolle Ressource im Weltraum und ein wesentlicher Bestandteil des Lebens, wie wir es kennen. Es bleibt zu bestimmen, ob die gefundene SOFIA für die Verwendung als Ressource leicht zugänglich ist. Innerhalb derArtemis-Programm Von der NASA ist die Agentur bestrebt, so viel wie möglich über das Vorhandensein von Wasser auf dem Mond zu erfahren, bevor sie 2024 die erste Frau und den nächsten Mann an die Oberfläche schickt und dort bis zum Ende des Jahrzehnts eine nachhaltige menschliche Präsenz aufbaut. .

Die Ergebnisse von SOFIA basieren auf jahrelangen früheren Forschungen, in denen das Vorhandensein von Wasser auf dem Mond untersucht wurde. Wenn die Astronauten derApollo Als wir 1969 zum ersten Mal vom Mond zurückkehrten, glaubte man, unser natürlicher Satellit sei völlig trocken.

Orbital- und Aufprallmissionen der letzten 20 Jahre, wie der Mondkratererkennungs- und Beobachtungssatellit der NASA, bestätigten das Vorhandensein von Eis in permanent beschatteten Kratern, die sich um die Pole des Mondes befinden.

Wasser (H.20) und nicht Hydroxyl (OH)

Inzwischen mehrere Raumschiffe, darunter die Cassini-Mission und die Deep Impact-Mission zu einem Kometen, sowie die Chandrayaan-1-Mission der indischen Weltraumforschungsagenturund die Bodeninfrarot-Teleskopanlage der NASA untersuchten die Mondoberfläche und fanden Hinweise auf Hydratation an sonnigeren Orten.

Diese Missionen konnten jedoch nicht definitiv unterscheiden, in welcher Form sie vorhanden waren: H2O oder OH.

"Vor den Beobachtungen von SOFIA wussten wir, dass es eine Art Flüssigkeitszufuhr gibt", sagt er. Casey Honniball, die Hauptautorin, die die ersten Ergebnisse dieser Arbeit in ihrer an der Universität von Hawaii (USA) vorgestellten Dissertation veröffentlichte.

"Aber wir wussten nicht, wie viel von dieser Flüssigkeitszufuhr tatsächlich Wassermoleküle waren, wie das, das wir jeden Tag trinken, oder etwas mehr wie ein Abflussreiniger."

SOFIA hat eine neue Möglichkeit zur Beobachtung des Mondes bereitgestellt. Fliegen nachHöhen bis zu 13,7 Kilometer, dieses PassagierflugzeugBoeing 747 SP modifiziert mit einem 2,7-Meter-Teleskop Der Durchmesser fliegt über mehr als 99% des Wasserdampfs in der Erdatmosphäre, um eine klarere Sicht auf das Infrarotuniversum zu erhalten.

Verwenden Sie IhreInfrarot-Kamera für schwache Objekte für Teleskope (FORCASTDieses Observatorium konnte die einzigartige spezifische Wellenlänge von Wassermolekülen bei 6,1 Mikrometern erfassen und entdeckte eine relativ überraschende Konzentration dieser Moleküle im sonnigen Clavius-Krater.

"Ohne den Schutz einer dichten Atmosphäre sollte das Wasser auf der sonnenbeschienenen Fläche der Mondoberfläche in den Weltraum verloren gehen", sagt Honniball, der jetzt Postdoktorand am Goddard Space Flight Center der NASA ist. „Aber irgendwie sehen wir es. Etwas erzeugt das Wasser und etwas muss es dort einfangen.

Mögliche Quellen des Mondwassers

Mehrere Elemente könnten zur Versorgung oder Erzeugung dieses Wassers beitragen. DasMikrometeoriten Wenn sie mit geringen Mengen Wasser auf die Mondoberfläche fallen, können sie sich nach dem Aufprall auf dem Mondboden ablagern.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass es einen zweistufigen Prozess geben könnte, bei dem dieSonnenwind bringt Wasserstoff an die Mondoberfläche und verursacht eine chemische Reaktion mit Mineralien im Boden, die Sauerstoff enthalten, wodurch Hydroxyl entsteht. In der Zwischenzeit könnte die Strahlung des Mikrometeoritenbeschusses diese Hydroxylgruppe in Wasser umwandeln.

Wie Wasser gespeichert und angesammelt wird, wirft auch einige interessante Fragen auf. Wasser könnte sich verfangenkleine Strukturen im Boden, in Form von Halskettenperlen, gebildet aus der hohen Hitze, die durch die Einflüsse von Mikrometeoriten erzeugt wird.

Eine andere Möglichkeit ist, dass es versteckt sein kannzwischen den Körnern von Mondboden und vor Sonnenlicht geschützt, was es etwas zugänglicher machen würde, als wenn es in perlenartigen Strukturen gefangen wäre.

Für eine Mission, die ursprünglich dazu gedacht war, schwache, entfernte Objekte wie Schwarze Löcher, Sternhaufen und Galaxien zu beobachten, war es eine bedeutende Veränderung, SOFIA auf den nächsten und hellsten Nachbarn der Erde zu richten.

Teleskopbediener verwenden häufig eine Führungskamera, um Sterne zu verfolgen, wobei das Teleskop auf seinem Beobachtungsziel fixiert bleibt. Aber der Mond ist so nah und hell, dass er das gesamte Sichtfeld dieser Kamera ausfüllt.

Ohne sichtbare Sterne war unklar, ob das Teleskop den Mond zuverlässig verfolgen konnte. Um dies festzustellen, beschlossen die Betreiber im August 2018, eine Testbeobachtung durchzuführen.

"Es war das erste Mal, dass SOFIA den Mond betrachtete, und wir waren uns nicht einmal ganz sicher, ob wir zuverlässige Daten erhalten würden, aber die Fragen zum Wasser auf dem Mond haben uns dazu gebracht, es zu versuchen", erinnert er sichNaseem Rangwala, ein SOFIA-Projektwissenschaftler am Ames Research Center der NASA.

"Es ist unglaublich, dass diese Entdeckung aus einem Test hervorgegangen ist, und wir planen bereits weitere Beobachtungen."

Die Folgeflüge von SOFIA werden an zusätzlichen Orten, die von der Sonne beleuchtet werden, und in verschiedenen Mondphasen nach Wasser suchen, um mehr darüber zu erfahren, wie diese Substanz auf dem Mond hergestellt, gespeichert und transportiert wird.

Die Daten werden die Arbeit zukünftiger Missionen zum Mond ergänzen, wie zflüchtiger Explorations-Polarrover (VIPERNASA, um die ersten Wasserressourcenkarten unseres Satelliten für die zukünftige Erforschung des menschlichen Weltraums zu erstellen.

Wasser in kalten Mikrofallen eingeschlossen

In der gleichen Anzahl vonNaturastronomieWissenschaftler haben ein weiteres Papier veröffentlicht, das theoretische Modelle und Daten des Lunar Reconnaissance Orbiter verwendet und feststellt, dass Wasser in kleinen Schatten oder kalten Mikrofallen, in denen die Temperaturen unter dem Gefrierpunkt bleiben, über einen größeren Bereich des Planeten eingeschlossen werden kann. Mond als derzeit angenommen.

"Wasser ist eine wertvolle Ressource, sowohl für wissenschaftliche Zwecke als auch für den Einsatz unserer Weltraumforscher", betont er.Jacob Bleacher, Chief Exploration Scientist in der NASA-Direktion für Human Exploration and Operations Mission. "Wenn wir die Ressourcen des Mondes nutzen können, können wir weniger Wasser und mehr Ausrüstung transportieren, um neue wissenschaftliche Entdeckungen zu ermöglichen."

SOFIA ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Das Ames-Zentrum verwaltet das SOFIA-Programm, die wissenschaftliche Forschung und die Missionsoperationen in Zusammenarbeit mit der University Space Research Association (USA) und dem deutschen SOFIA-Institut der Universität Stuttgart. Das Flugzeug wird vom Armstrong Flight Research Center der NASA in Kalifornien gewartet und betrieben.

Literaturverzeichnis:

C. I. Honniball et al.Molekulares Wasser, das von SOFIA auf dem sonnenbeschienenen Mond nachgewiesen wurde”. P. O. Hayne et al.: "Mikrokältefallen auf dem Mond".Naturastronomie, 2020.
Quelle: TOPF


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