Ранее в этом году китайские учёные сообщили, что они обнаружили доказательства наличия воды на Луне (в форме гидроксила) в результате исследований проведённых на месте аппаратом “Чанъэ-5”. Теперь они подтвердили это открытие лабораторным анализом лунных образцов, которые были возвращены на Землю. Количество обнаруженной воды варьировалось в случайно выбранных образцах, взятых у основания посадочного модуля, от 0 до 180 частей на миллион (ppm), среднее значение составило 28,5 ppm.
Впервые в мире результаты лабораторного анализа возвращённых лунных образцов и спектральные данные исследований лунной поверхности на месте были использованы совместно для изучения наличия, формы и количества воды в лунных образцах. Результаты точно отвечают на вопрос о характеристиках распределения и источнике воды в зоне посадки “Чанъэ-5” и обеспечивают основу для интерпретации и оценки сигналов в данных дистанционного зондирования.
Исследователи, опубликовавшие статью в Nature Communications, заявили, что лабораторный анализ также даёт ключ к разгадке возможных источников этих гидроксилов. Гидроксил является близким химическим родственником воды (H2O). Гидроксил представляет собой аналогичное соединение, но с одним атомом кислорода и одним атомом водорода (HO).
“Чанъэ-5” достиг ближней стороны Луны в декабре 2022 года, совершив посадку в Океане бурь, который расположен в западной части Луны, если смотреть с Земли. Эта область является одной из самых молодых лунных поверхностей, возраст которой составляет около 2 миллиардов лет, и поэтому образцы, собранные тут, отличаются от тех, что были возвращены в 1960-х и 70-х годах.
Находясь на поверхности, “Чанъэ-5” использовал данные панорамной камеры, лунного минералогического спектрометра (LMS) и лунного проникающего радара для поиска доказательств наличия молекул воды. Там приборы зафиксировали около 120 частей молекул воды на миллион, и, что любопытно, один камень рядом с местом посадки имел наибольшее количество гидроксила, около 180 частей на миллион.
Исследователи отметили, что лунные образцы были собраны в самое жаркое время дня на Луне, когда температура приближалась к 90 градусам по Цельсию (200 градусов по Фаренгейту), и поэтому поверхность была наиболее сухой.
Что касается вопроса о происхождении гидроксила, многочисленные космические аппараты и исследования показали, что процесс, называемый имплантацией солнечного ветра, может доставить воду на лунную поверхность. Заряжённые частицы Солнца переносят атомы водорода на поверхность Луны, где они позже соединяются с кислородом, образуя воду и гидроксил. Этот процесс создаёт молекулы воды, которые существуют диффузно в низких концентрациях по всей Луне в виде гидроксила или молекул воды.
Сбор образцов “Чанъэ-5” происходил во время слабого солнечного ветра, что означает меньшую имплантацию. Кроме того, образцы содержат небольшое количество агглютината или сгустков лунного стекла, которые образуются в результате взаимодействия солнечных ветров с лунной поверхностью. Исследователи говорят, что это предполагает “слабый вклад имплантации солнечного ветра”.
Но сигнал гидроксила, сохраняющийся в образцах с “Чанъэ-5”, показывает, что, возможно, это “местный” гидроксил из горных пород и реголита. Образцы “Чанъэ-5” содержали апатит, кристаллический, богатый фосфатами минерал, найденный на Луне, а также на Земле. Исследователи пришли к выводу, что диапазон от 0 до 180 ppm “демонстрирует убедительные доказательства” того, что гидроксил находится внутри горных пород и реголита.
Исследуя лунную воду и её источник, учёные узнают больше о формировании и эволюции не только самой Луны, но и Солнечной системы. Кроме того, ожидается, что лунная вода обеспечит поддержку будущих колоний человека на Луне.
Китай надеется на последующие исследования Луны с преемниками “Чанъэ-5”, “Чанъэ-6” и “Чанъэ-7”. По словам Ли, они хотят продолжить исследование лунной воды с помощью дистанционного зондирования, обнаружения на месте и лабораторного анализа, чтобы лучше понять источник, распределение и временные изменения лунной воды, включая полярный лёд.
