Експеримент на НАСА потвърждава, че повърхността на Луната може да произвежда вода, благодарение на слънчевия вятър

В продължение на десетилетия учените си задават въпроса за произхода на водата на Луната – ресурс, който може да се окаже жизненоважен за бъдещи лунни изследвания. От 60-те години на миналия век насам една от водещите хипотези предполага, че причината за това може да е самото Слънце, чийто непрестанен поток от заредени частици, известен като слънчев вятър взаимодейства с безплодната повърхност на Луната, за да създаде водни молекули.

Сега нов експеримент, ръководен от НАСА, предостави най-силното доказателство, че този процес наистина се случва, потвърждавайки теория, която може да промени начина, по който мислим за използването на ресурсите на Луната за човешки мисии.

Пробивът е дело на изследователи от Центъра за космически полети „Годард“ на НАСА, които са си поставили за цел да възпроизведат суровата лунна среда в най-реалистичната лабораторна симулация досега. Слънцето постоянно излъчва слънчев вятър – поток от водородни протони, които се движат със скорост над един 1,6 млн. км/ч. Докато магнитното поле и атмосферата на Земята ни предпазват от тази бомбардировка, Луната няма такава защита. Повърхността ѝ, покрита с прашен материал, наречен реголит е напълно изложена на тези частици.

Процесът започва, когато протоните на слънчевия вятър се удрят в реголита на Луната. Тези протони могат да поемат електрони от лунната почва и да се превърнат във водородни атоми. След това водородът се свързва с кислородни атоми, които се съдържат в изобилие в лунните минерали, като например силициев диоксид и образува хидроксилни, а понякога и водни молекули.

През годините космическите апарати са откривали хидроксилни и водни молекули в най-горните слоеве на Луната, но разграничаването на двете молекули остава предизвикателство за сегашната технология.

Водещият изследовател Ли Хсия Йео и колегата му Джейсън Маклейн проектират специална експериментална камера, за да проверят дали слънчевият вятър наистина може да е източникът. Тази инсталация им позволи да бомбардират действителната лунна почва, събрана по време на мисията „Аполо 17“ през 1972 година с лъч, симулиращ слънчевия вятър.

Преди експеримента пробите бяха изпечени, за да се отстрани водата, която може да е била абсорбирана след завръщането им на Земята, което гарантира, че всяка открита нова вода ще бъде резултат единствено от теста.

Апаратът на екипа е уникален, тъй като по време на експеримента лунният прах се съхранява във вакуум, което предотвратява замърсяването от земната атмосфера. В продължение на няколко дни те излагат пробите на висока доза имитация на слънчев вятър, еквивалентна на 80 000 години излагане на Луната.

Използвайки спектрометър за измерване на начина, по който прахът отразява светлината, те откриват ясно изразено пропадане в инфрачервения спектър, особено в близост до три микрона – мястото, където водата поглъща енергия. Това откритие показва, че в лунните проби са се образували хидроксилни и водни молекули, което потвърждава теорията, съществуваща от десетилетия.

Последиците от това откритие са мащабни. То не само потвърждава, че слънчевият вятър е основен двигател на образуването на вода на Луната, но и предполага, че този процес продължава и в момента.

Наблюденията показват, че свързаният с водата спектрален сигнал на Луната се променя ежедневно, като достига своя връх в хладната сутрин и избледнява със затоплянето на повърхността, за да се върне отново, когато повърхността отново изстива през нощта. Този ежедневен цикъл сочи по-скоро активен, допълващ се източник (най-вероятно слънчевият вятър) отколкото спорадични събития като удари на микрометеорити.

Тези открития са от особено значение за програмата на НАСА „Артемида“, която има за цел да установи трайно човешко присъствие на южния полюс на Луната. Смята се, че голяма част от водата на Луната е заключена в лед в постоянно засенчените кратери на полюсите. Ако частиците на Слънцето непрекъснато създават вода, самата лунна почва би могла да се превърне във възобновяем ресурс за питейна вода, кислород и дори ракетно гориво, което да подпомогне по-дълги и по-амбициозни мисии.