Chiński radar w poszukiwaniu lodowych skarbów Księżyca

Nowe odkrycia mogą zadecydować o przyszłości eksploracji Srebrnego Globu

0 227

Woda na Księżycu od dawna fascynuje naukowców i inżynierów. Jej obecność może zrewolucjonizować przyszłe misje kosmiczne, umożliwiając produkcję paliwa rakietowego i zapewniając zasoby dla astronautów. Jednak dotychczasowe badania nie dały jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, ile wody faktycznie znajduje się na naszym naturalnym satelicie.

Najnowsze badania chińskich naukowców, opublikowane w czasopiśmie Science Bulletin, rzucają nowe światło na tę kwestię. Zespół wykorzystał potężne naziemne instrumenty – radar SYISR w Sanyi oraz największy na świecie radioteleskop FAST – aby zbadać obecność lodu wodnego w okolicach południowego bieguna Księżyca.

Gdzie ukrywa się księżycowy lód?

Według ustaleń naukowców woda na Księżycu prawdopodobnie występuje w postaci lodu, ale jest mocno rozproszona i ukryta pod powierzchnią. Badacze oszacowali, że wierzchnia warstwa gruntu (do 10 metrów głębokości) zawiera nie więcej niż 6% lodu. Większe bryły, o rozmiarach do metra, mogą być zakopane na głębokości 5–7 metrów w tzw. “zimnych pułapkach” – obszarach wiecznie zacienionych, gdzie temperatura spada nawet do -250°C.

– To imponujące badania – komentuje Hu Sen, planetolog z Instytutu Geologii i Geofizyki w Pekinie, który nie brał udziału w projekcie. – Wykorzystanie radaru SYISR i teleskopu FAST do poszukiwania lodu to naprawdę kreatywne podejście.

Hu dodaje, że wyniki są zgodne z wcześniejszymi eksperymentami i dostarczają nowych dowodów na obecność wody na Księżycu.

Dlaczego woda na Księżycu jest tak ważna?

Obecność wody w postaci lodu mogłaby ułatwić przyszłą kolonizację Księżyca. Można by ją wykorzystać do:

produkcji tlenu dla astronautów,
wytwarzania paliwa rakietowego (poprzez rozkład wody na wodór i tlen),
nawadniania roślin w przyszłych bazach księżycowych.

Jednak, jak podkreśla Hu Sen, zanim będzie można wykorzystać te zasoby, naukowcy muszą lepiej zrozumieć, skąd woda pochodzi, jak jest rozmieszczona i w jakiej formie występuje.

Kontrowersje wokół księżycowej wody

Nie wszyscy badacze są przekonani, że woda na Księżycu występuje w ilościach wystarczających do praktycznego wykorzystania. Alfred McEwen, planetolog z Uniwersytetu Arizony, uważa, że jest jej “niezwykle mało”.

– Wszystkie dyskusje o tym, jak cennym zasobem jest księżycowa woda, wydają mi się przesadzone – mówi McEwen.

Z kolei Clive Neal z Uniwersytetu Notre Dame twierdzi, że lodu może być więcej, niż wykryto w badaniu.

– Radar badał tylko ograniczone obszary, głównie zbocza kraterów. Tymczasem lód może znajdować się na ich dnie – wyjaśnia Neal. Dodaje, że na wyniki mogło wpłynąć również światło odbite od Ziemi (tzw. “earthshine”), które powoduje sublimację lodu na powierzchni.

Jak działa radarowe “prześwietlenie” Księżyca?

Kluczem do badań było połączenie dwóch potężnych instrumentów:

Radaru SYISR w Sanyi – wykorzystywanego zwykle do badania ziemskiej jonosfery. Dzięki szerokiej wiązce mógł skanować całą widoczną stronę Księżyca.
Teleskopu FAST – największego na świecie radioteleskopu o średnicy 500 metrów. Jego wysoka czułość pozwoliła na dokładne badanie obszarów polarnych.

– To podejście nie jest nowe. Wcześniej podobne metody stosowano w obserwatorium Arecibo w Portoryko i teleskopie Green Bank w Wirginii Zachodniej – mówi Li Mingyuan, główny autor badania.

Dzięki tej technice udało się uzyskać obrazy radarowe obszarów między 84 a 90 stopniem szerokości południowej z rozdzielczością 500 metrów na 1,2 km.

Wyzwania w wykrywaniu lodu

Jednym z kluczowych problemów w identyfikacji lodu jest współczynnik polaryzacji kołowej – parametr, który mierzy, jak dużo sygnału radarowego odbija się w zmienionej polaryzacji. Wysokie wartości tego współczynnika mogą wskazywać na obecność lodu, ale mogą też wynikać z chropowatości terenu lub głęboko ukrytych skał.

– Nasze analizy zakładają, że sygnał pochodzi od lodu, ale potrzebujemy dodatkowych danych, aby to potwierdzić – przyznaje Li.

Co dalej? Misja Chang’e-7 i przyszłość badań

Kolejnym krokiem w badaniach księżycowej wody będzie misja Chang’e-7, planowana na 2026 rok. Jej celem jest precyzyjne określenie ilości, pochodzenia i stanu fizycznego lodu na biegunie południowym Księżyca.

– Ta misja może znacząco poszerzyć naszą wiedzę o wodzie na Księżycu – mówi Hu Sen.

Jeśli potwierdzi się, że lód występuje w wystarczających ilościach, może to oznaczać przełom w eksploracji kosmosu. W przeciwnym razie plany budowy stałych baz księżycowych mogą wymagać rewizji.

Odkrycie wody na Księżycu wciąż pozostaje jednym z najważniejszych wyzwań współczesnej planetologii. Najnowsze badania chińskich naukowców dostarczają nowych danych, ale też pokazują, jak wiele pytań wciąż pozostaje bez odpowiedzi.

– Zrozumienie dystrybucji wody na Księżycu to klucz do przyszłej eksploracji kosmosu – podsumowuje Li Mingyuan.

Źródła: