на луне больше воды чем на земле
Космический лёд. Чем отличается лунная вода от земной и можно ли её пить
Выяснилось, что запасы важнейшего для нашей планеты вещества сохранились на пустынной и беззащитной поверхности Луны даже там, где ярко светит Солнце. И это прекрасная новость для тех, кто будет работать на постоянных лунных станциях.
Лунный грунт, доставленный на Землю советским межпланетным аппаратом «Луна-16» в 1970 году. Фото © ТАСС / А. Вольгемут, Ю. Устинов, В. Шеффер
Это лунный грунт. Его доставил на Землю советский аппарат «Луна-16». Межпланетная станция, оснащённая буровым станком, мягко приземлилась в море Изобилия, набрала 101 грамм почвы и улетела с ценным грузом домой на собственной ракете. Посадочная ступень, конечно, осталась на Луне.
Это было в 1970 году — через год после того, как на Луне побывал экипаж «Аполлона-11». Американцы тогда привезли целых 22 килограмма. И со следующих миссий тоже привозили, набралось в общей сложности около 380 килограммов. Но достоверно заявить, что в этом грунте есть вода, американским учёным не удавалось: не очень герметично он был упакован, были подозрения, что вода проникала из нашей же атмосферы.
Меж тем Советский Союз в 1976 году повторил свою успешную миссию. «Луна-24» доставила 170 граммов грунта в идеально закрытой капсуле. И спустя два года кропотливых исследований было официально объявлено, что в этих 170 граммах примерно 0,1% воды.
Макет советской межпланетной станции «Луна-24», с помощью которой на Луне впервые нашли следы воды. Фото © Twitter / roscosmos
Это был прощальный подарок советской космонавтики. После этого почти 40 лет на Луну ничто созданное человеком не садилось. Лишь через 18 лет американский зонд «Клементина» подтвердил, что советские планетологи были правы. Он проводил радиолокацию лунной поверхности: посылал на неё сигналы, они отражались и принимались антеннами. И оказалось, что в районе бассейна Эйткена — это у Южного полюса — отражённый сигнал по мощности именно такой, какой бывает от воды. Точнее, ото льда. В 98-м году «Лунный геолог» (Lunar Prospector) с помощью своего спектрометра определил, что на поверхности примерно 1% воды, то есть, по тогдашним оценкам, 300 миллионов тонн.
Можно сказать, в одном кубическом метре лунного реголита порядка одного ведра воды. Чувствительность приборов позволяет проанализировать состав лунной поверхности на глубине до одного метра. Теперь нужно выяснить, есть ли вода на большей глубине, нужно лететь и бурить
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
След катастрофы. Загадки обратной стороны Луны
В NASA, кстати, пытались проверить наличие воды на Луне путём интересного эксперимента: после выполнения всех задач Lunar Prospector решили посадить на поверхность. Или, может быть, скорее позволить ему упасть в заранее назначенной точке. Учёные надеялись, что от падения поднимется шлейф и измерительные приборы засекут в этом шлейфе ледяные кристаллики. Засечь должны были «Хаббл» и две обсерватории на Земле. Но только ничего не получилось: Lunar Prospector эффектно упал куда надо, а никакой пыли не поднялось. Хотя даже небольшое лунотрясение было. Обидно.
Попытку повторили через десяток лет — в 2009 году. И на этот раз всё-таки получили то, что хотели: одна из ступеней ракеты — носителя зонда Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) упала в кратер Кабеус (опять-таки в лунной «Антарктиде») и нарушила его вечный покой. Вверх поднялись пыль и пар. Самый настоящий, водяной.
Облако пыли и водяного пара, поднявшееся в результате падения ступени ракеты-носителя в лунный кратер Кабеус. Фото © NASA
Чуть позже залежи замёрзшей воды нашлись и на лунном севере — в четырёх десятках кратеров диаметром от двух до пятнадцати километров. Как сообщили в NASA, совокупный объём водяных запасов в них — в районе 600 миллионов тонн.
В основном этот лёд космического происхождения. Это результат столкновения комет с Луной. Известно, что комета — это по большей части гигантская глыба льда. При ударах комет вода сначала распространяется по поверхности в виде водяного пара, возникает временная атмосфера, а затем она оседает слоем космического инея, а при повторных ударах уходит вглубь поверхности
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Google-карты не помогут. Как найти на Луне американский флаг
А это опять юг. Наверное, самый льдистый лунный кратер. Находится практически на самом полюсе. Вода составляет около 22% его поверхности. Она есть и на дне (на четырёхкилометровой глубине), и на склонах. Там, внизу, всегда темно и очень холодно — минус 150 по Цельсию и ниже. Как подчёркивают планетологи, это идеальные условия для сохранения льда.
Богатый водяным льдом кратер Шеклтон рядом с Южным полюсом Луны. Фото © NASA
Вот результат работы сканера Moon Mineralogy Mapper («Картограф лунной минералогии»), установленного на индийском аппарате «Чандраян-1». Голубые точки — это лёд.
Распределение поверхностного льда на Южном (слева) и Северном (справа) полюсе Луны. Фото © NASA
А теперь к этому списку открытий прибавилось ещё одно. Впервые воду нашли на видимой стороне Луны. А именно в кратере Клавий, это снова на юге. При наличии достаточно острого зрения его можно даже рассмотреть невооружённым глазом. Это один из древнейших и крупнейших лунных кратеров. Ему без малого четыре миллиарда лет. Значит, то, что оставило этот 230-километровый след, упало почти четыре миллиарда лет назад, то есть на заре формирования Солнечной системы. Стратосферная обсерватория SOFIA, установленная на борту самолёта Boeing 747SP, зафиксировала в Клавии признаки воды своей инфракрасной камерой: запечатлела свет соответствующей длины волны. То есть там тоже сверкает лёд. Измерения показывают, что внутри кратера концентрация воды примерно 355 миллилитров на кубометр грунта. Это раз в сто меньше, чем в пустыне Сахаре. И тем не менее чудо!
Лунный кратер Клавий. Фото © Flickr / Szabolcs Nagy
Обнаружение водяного льда на поверхности Луны, освещаемой Солнцем, — это важный результат, потому что это облегчает доступ к водяным ресурсам, проще будет использовать эту воду, если она есть на освещённой поверхности
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Спустя почти полвека наша страна наконец возвращается к полноценным исследованиям Луны. «Луна-25» просто обязана полететь в 2021 году: это будет поздравление создателям исторической «Луны-24» с 45-летием миссии. Правда, грунт новая станция не соберёт, но исследует ландшафт у Южного полюса: именно там решили строить российскую лунную базу. К воде поближе.
Я практически уверен, что мы возвращаемся на Луну навсегда. Люди будут не просто высаживаться на поверхности, как во времена лунной гонки в середине прошлого века, а посещать её регулярно, она будет чем-то вроде Антарктиды
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
«Предок» Curiosity. Что случилось с первым марсоходом в истории
Согласно утверждённому плану, в 2029 году космический корабль «Орёл» доставит космонавтов на окололунную орбиту, а в 2030-м российский экипаж высадится на Луне на две недели. Ещё через четыре года на спутник доставят первый модуль будущей базы — и начнётся её строительство. В основном на Луне будут работать роботы, пояснил Игорь Митрофанов, а люди будут наведываться по мере необходимости.
Можно будет работать в земном институте и управлять процессом удалённо, как мы сейчас удалённо вынуждены работать. Но не всё можно поручить автоматам. Есть такие ситуации, когда требуется человеческая интуиция, человеческая догадка, и в этих случаях человек необходим. И в этих случаях будет, как мы говорим, интеграция и пилотируемой космонавтики, и автоматов для того, чтобы проводить эксперименты, которые нам понадобятся
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Одна из главных задач, по мнению учёного, — разработать надёжную защиту от космической радиации. Вот для этого человек на Луне точно будет нужен.
Если мы когда-то в перспективе собираемся лететь на Марс — а мы собираемся лететь на Марс, — то мы обязаны разработать системы защиты от радиации при продолжительном пребывании вне земного магнитного поля в условиях слабой гравитации. Очень может быть, что специалисты просто потребуют проведения таких экспериментов, когда люди там будут находиться продолжительное время
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Запасов воды на Луне хватит на все нужды, заверил доктор физико-математических наук: и на жизнедеятельность космонавтов и астронавтов, и на водородное топливо для будущих энергоустановок. Другой вопрос, подходит ли эта вода нам, землянам.
В кометной воде могут быть межзвёздные примеси, сложные молекулы. Ясно, что никто не стал бы рекомендовать космонавтам сразу же эту воду пить, но её легко очистить
Заведующий отделом ядерной планетологии Института космических исследований РАН
Лунные ледники хранят множество тайн, считает учёный. Некоторые из них могут оказаться ровесниками самой Луны, а значит, «помнят», что было в самом начале. Может быть, даже то, как всё-таки возникла жизнь на Земле.
Купание в Море Ясности: на Луне оказалось больше воды, чем думали
На поверхности Луны есть вода, причем не только в постоянно затененных приполярных кратерах, но и в нормально освещенных Солнцем регионах. Она сохраняется там, несмотря на отсутствие атмосферы и дневные температуры до +127 о C. Впервые ученые могут заявить об этом с уверенностью: сообщение об открытии опубликовано в авторитетном научном журнале Nature Astronomy.
Кругом вода
Вообще-то вода, с наличием которой связывают перспективы колонизации человечеством небесных тел, а также вероятность найти там жизнь, — вещество, весьма распространенное в Солнечной системе (и, видимо, во Вселенной в целом). Некоторые спутники планет (например, Энцелад и Европа) закованы в сплошной ледяной щит, под которым скрывается жидкий океан. Так что в самом факте обнаружения воды на другом небесном теле нет ничего удивительного.
Однако Луна — совсем другое дело: она куда ближе к Солнцу, чем спутники Юпитера или Сатурна. При этом день на Луне длится около двух недель (и столько же ночь). За это время поверхность безатмосферного небесного тела прогревается до +127 °C.
В XX веке многие эксперты считали, что воды на нашем спутнике нет, — или есть, но исчезающе мало. Пробы грунта, доставленные на Землю советскими аппаратами и американскими астронавтами, подтверждали это мнение. Вода в них обнаруживалась в количестве сотен грамм на тонну, и у специалистов не было уверенности, что это не земная влага, случайно попавшая в образцы.
Настоящий сюрприз Селена преподнесла астрономам в XXI веке. В 2009 году были опубликованы интригующие результаты, полученные с помощью сразу трех космических аппаратов. По данным наблюдений в инфракрасных лучах получалось, что на Луне присутствует вода или другое соединение, содержащие пару «кислород + водород» (OH). Особенно обильные запасы этого вещества нашлись в полярных регионах.
В 2018 году новые наблюдения подтвердили: в полярных широтах Луны есть лед. Ученые тогда поясняли: речь идет о глубоких кратерах, расположенных почти на полюсе. В них никогда не проникает солнечный свет, поэтому лед не испаряется. Залежи льда практически под ногами — это очень удобно, если человечество собирается основать постоянную базу на нашем естественном спутнике. Поэтому программа возвращения человека на Луну «Артемида» предусматривает высадку в 2024 году именно в районе южного полюса. А что же с похожим на воду соединением в более низких широтах? Ученые подозревали, что и это вода, но решающих доказательств не было.
В космос на боинге
Долгожданная неожиданность
Именно этот экзотический инструмент астрономы навели на Луну, чтобы проверить, есть ли вода в прогретом солнечными лучами лунном грунте. К слову, телескоп никогда не предназначался для наблюдений таких ярких объектов, так что ученым пришлось проявить изобретательность.
«SOFIA впервые наблюдала Луну, и мы даже не были полностью уверены, что получим надежные данные. Но вопрос о лунной воде заставил нас попытаться», — говорит сотрудник проекта Насим Рангвала.
Готовить ли акваланги?
Что в этих планах может изменить новое открытие? Вероятно, практически ничего. Переработать тонну грунта, чтобы добыть пару стаканов воды — странная идея. По Морю Ясности или Океану Бурь по-прежнему не прокатиться на круизном лайнере. Лучшим местом для лунных баз, если они понадобятся человечеству, остаются полярные регионы с их запасами льда. Тем не менее обнаружение воды на, казалось бы, безнадежно сухой Луне — блестящее научное достижение. Оно помогает нам лучше понять, что происходит на нашей ближайшей соседке по Вселенной.
Космические деньги: почему бизнесмены инвестируют в безвоздушное пространство
Космические деньги: почему бизнесмены инвестируют в безвоздушное пространство
Как ученые обнаружили воду на Луне и для чего она им нужна?
До середины XX века ученые были уверены, что на Луне нет воды. Они тщательно разглядывали спутник через телескопы и не могли обнаружить на нем ни озер, ни облаков. Впервые о том, что на спутнике нашей планеты может быть вода, заговорили советские ученые. А уже потом аэрокосмическое агентство NASA объявило, что на нем действительно есть вода, но не в жидкой форме, а в ледяной. Признаки наличия воды на Луне были обнаружены только на его темной стороне, куда не поступает солнечный свет. Но недавно американские ученые смогли найти признаки воды даже на солнечной стороне спутника. Эта новость считается очень важной для научного сообщества и ее обсуждают многие зарубежные издания. Но почему же эта тема стала настолько обсуждаемой? И вообще, как ученые обнаружили следы воды на Луне, если они не бывали на ней с 1969 года? Давайте разбираться.
На Луне может быть больше воды, чем считалось ранее
Изучение Луны
Ученые постоянно наблюдают за естественным спутником Земли. На данный момент известно, что на Луне есть около 30 кратеров диаметром более 200 километров. Впервые о возможности наличии в них воды стало известно в 1976 году, в ходе изучения данных, собранных советской межпланетной станцией «Луна-24». В те времена признаки наличия воды на Луне были найдены в доставленных на Землю образцах лунного грунта. Но сегодня ученым доступны более изощренные технологии. Благодаря им, поиском воды на отдаленных от нашей планеты космических объектах можно заниматься, даже не посещая их.
Межпланетная станция «Луна-24»
С мая 2010 года, на высоте 13 километров от поверхности земли, время от времени летает стратосферная обсерватория SOFIA. По своей сути, это телескоп, который установлен на борт самолета Boeing 747. Летательный аппарат набирает достаточную высоту, чтобы получать такие же точные данные о космических объектах, как и находящиеся на земной орбите телескопы. Установленное вместе с телескопом оборудование предназначено для слежение за рождением и гибелью звезд, формированием звездных систем и изучения космических объектов внутри Солнечной системы.
Стратосферная обсерватория SOFIA — совместный проект США и Германии
Обнаружить воду на Луне помогла технология инфракрасной спектроскопии. Под этим термином подразумевается пропускание инфракрасного излучения через различные вещества. Когда излучение проходит через них, молекулы и их отдельные фрагменты начинают совершать колебательные движения. Изучив эти изменения, ученые могут распознать, через какое именно прошли лучи. В августе 2018 года стратосферная обсерватория SOFIA сканировала солнечную сторону Луны и в ходе этого процесса ученые обнаружили явные признаки наличия воды.
Считается, что вода попадает на Луну вместе с падающими на ее поверхность метеоритами.
Сколько воды на Луне?
Молекулы воды были найдены на расположенном на южных широтах кратере Клавий, а также на так называемом Море Ясности недалеко от экватора. Правда воды там не так уж и много — по земным меркам, ее количество просто ничтожно. Так, в кратере Клавий концентрация воды составляет от 100 до 400 микрограмм на грамм грунта. По словам ученых, даже на земной пустыне Сахара содержится в 100 раз больше воды, чем на этой области нашего спутника.
Сверху Море Ясности, а снизу — кратер Клавий
Вода на Луне есть, но ученые пока находят только малое количество
Но на солнечной стороне вода не может перейти в твердое состояние из-за солнечного тепла. На данный момент ученые точно не знают, как молекулы воды сохраняются на светлой стороне Луны. Но есть предположение, что они таятся в пустотах между зернами лунного грунта. По словам астрофизика Пола Герца (Paul Gertz), данное открытие доказывает, что ученым до сих пор мало что известно о лунной поверхности. Если жидкость есть даже на солнечной стороне спутника, значит, на теневой части ее может быть еще больше.
Освоение Луны
Поиск воды на земном спутнике необходим, потому что в будущем там планируется построить станцию. Она будет своеобразным перевалочным пунктом для космических путешественников, которые будут держат путь на далекие планеты. В 2024 году на Луну будут отправлены астронавты, принимающие участие в миссии «Артемида» по возвращению американцев на Луну. А уже потом на поверхности земного спутника хотят построить огромную базу. Для ее строительства и поддержания жизни астронавтов потребуется вода. Транспортировка с Земли будет стоить дорого, а если на Луне будет открыт естественный источник воды, космические агентства смогут сэкономить много денег. А на космических кораблях останется больше места для доставки научного оборудования.
Вода понадобится будущим колонизаторам Луны
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
Возможно, в будущем Луна будет разделена на территории, принадлежащие определенным странам. Недавно аэрокосмическое агентство NASA даже разработала правила по освоению Луны. Согласно так называемому «Соглашению Artemis», страны смогут добывать ресурсы только на своих территориях и будут должны соблюдать границы. Но как именно будут распределяться территории, пока никому неизвестно. Вероятно, каждая страна захочет получить клочок лунной поверхности с большим количеством воды. Остается надеяться, что этот вопрос можно будет решить мирным путем.
На Луне есть вода, и ее довольно много
Статья, опубликованная вчера в журнале Nature Geoscience, говорит об открытии на Луне довольно больших запасов воды, правда, есть нюанс: достать ее будет не очень легко.
Используя данные с космического зонда «Чандраян-1», запущенного к Луне Индийской организацией космических исследований, две исследователя из университета Брауна нашли нечто, ранее считавшееся давно исчезнувшим: воду на поверхности Луны. Правда, она заключена в камне.
Исследователи сосредоточили свое внимание на пирокластической породе, которая имеет вулканическое происхождение. Образцы, вернувшиеся с «Аполлоном-15» и «Аполлоном-17», показали, что большое количество воды заперто в стеклянных «бусинах» внутри породы, но с тех пор ученые спорили, были ли конкретно эти камни пропитаны водой по каким-то причинам, или же пирокластическая порода по всей Луне содержит значительные запасы воды. Как оказалось, верна последняя теория.
Шуай Ли, аспирант университета Брауна и соавтор статьи, подчеркивает, что вода находится не в ледяной форме, а скорее поймана внутри минералов. Нет никаких доказательств, что эта находка связана с запасами льда на полюсах, и судя по всему она действительно происходит из глубин Луны..
Конечно, вода находится внутри камней, но это не значит, что мы не сможем ее использовать. Так как перевозить воду с Земли дорого и тяжело, то для будущих лунных баз такой местный источник может стать бесценным подспорьем при освоении спутника. Более того, пирокластической породы подобного рода на Луне очень много, а значит, и воды там тоже достаточно. Таким образом, лунные базы могут располагаться не только на полюсах, где есть ледяные шапки, но и на более теплых широтах, где строить их будет гораздо комфортнее.
По сути, будущая добыча воды будет мало чем отличаться от традиционной разработки месторождений полезных ископаемых. Так что, как обычно, в последнее время реальность показывает, что зря мы считали Солнечную систему довольно скучным местом. Даже наш спутник продолжает преподносить ученым сюрпризы.
Вода на Луне
Лунный кратер, отображенный на минералогической карте НАСА
Есть ли вода на Луне – спутнике планеты Земля. Узнайте, где искать воду на Луне, первые обнаружения и исследования, описания мест с фото, теории появления воды.
В первой лунной миссии астронавты Аполлона-11 отобразили карту Луны в виде сухой пустыни. Поэтому ученые сильно удивились, когда в 2009 году зонды показали огромное количество лунной воды в минералах почвы. Вокруг этого вопроса тут же завязались споры. Некоторые говорили, что вода на Луне могла появиться за счет протонов из солнечного ветра, столкнувшихся с кислородом в пыли.
Первые водные намеки поступили от индийского аппарата Шандраян-1, отметившего падение отражения солнечного света на длине волны. Чтобы разобраться, исследователи проанализировали информацию, добытую зондами Кассини (1999) и Deep Impact (2009). Оба подтвердили наличие воды и гидроксила.
Есть три объяснения того, как могла появиться вода на Луне. Первые две возможности относились к падению метеоритов и комет и еще одна касалась солнечного ветра. Последний процесс генерируется потоками плазмы, вырывающимися из верхнего атмосферного слоя. Космические лучи могли ввести ионы в лунные породы, приводя к химическим соединениям.
Чтобы точно определить источник, решили вычислить соотношение водорода и дейтерия в образцах почвы земного спутника от Аполлона-16 и 17. Они использовали масс-спектрометр, который не только находит разновидность изотопов, но и определяет глубину их расположения. Оказалось, что больше всего шансов у варианта с солнечным ветром.
В среднем гранулы вмещают 15% воды из другого места (комета или метеорит), а вот все остальное принадлежит ветровой активности. Но все это касается только той воды, что найдена в верхних слоях. А вот о происхождении под поверхностью пока мало известно. Теперь вы знаете, есть ли на Луне вода и теории ее происхождения на спутнике Земли.