Ugotovljeno je bilo, da so asteroidi glavna luna za "oskrbo z vodo" | 2020

Vsebina:

Anonim

Na začetku vesoljske dobe, v dneh programa Apollo, so znanstveniki verjeli, da je luna popolnoma suha. V teh najzgodnejših fazah evolucije satelita je bila odsotnost atmosfere in vpliv sončnega sevanja dovolj za izhlapevanje vseh hlapnih snovi v vesolje. Vendar so v devetdesetih letih znanstveniki pridobili podatke iz sonde lunarnega prospektorja, ki je pretresla njihovo zaupanje: tok nevtronov s satelitske površine je kazal na večji delež vodika na skoraj površinskih tleh nekaterih območij lune, ki jih lahko interpretiramo. kot znak prisotnosti vode.

Da bi pojasnili, kako se voda lahko zadrži na površini Lune, so znanstveniki oblikovali teorijo, znano kot "hladne pasti". Os vrtenja lune je skoraj navpična, zato so v polarnih območjih kraterji s tlemi, ki niso nikoli izpostavljeni sončni svetlobi. Ko kometi, ki so večinoma vodni led, padajo, lahko izhlapela voda gravitira v te "pasti" in tam ostane neskončno, saj sončni žarki ne izhlapijo.

V zadnjih letih so lunarne misije (indijska Chandrayanova sonda, ameriška LRO, podatki iz Cassinijeve sonde in Deep Impact) znanstveniki prinesli nove podatke. Prvi je, da so v površini tal na Luni dejansko precejšnje količine vode in hidroksilnih skupin. LCROSS eksperiment, v katerem je sonda, ki je bila namenoma strmoglavljena na luno, ki je povzročila sproščanje oblaka plina in prahu, ki je bila kasneje preučena z uporabo spektrometra, neposredno potrdila obstoj vode in drugih hlapnih snovi. Drugi del novih informacij je prišel, ko je ruski aparat LEND, ki je bil nameščen na krovu LRO, ustvaril zemljevid razporeditve vode na površini Lune.

Toda ta drugi del je le delno dokazal svojo teorijo: zemljevid "hladnih pasti" se ni ujemal z zemljevidom vodnih depozitov. Znanstveniki so morali izpopolniti teorijo in predlagana je bila ideja o »lunarni kongelaciji«. Omogočeno je bilo, da se pod dežjem tal omogoči "preživetje" vodnega ledu v območjih, izpostavljenih sončni svetlobi. Prav tako je bilo predlagano, da je velik del "vode", ki jo vidijo sonde, vsajeni sončni veter: atomi vodika iz sončnega vetra reagirajo s kisikovimi atomi in tvorijo nestabilno "roso" vodnih molekul in hidroksilnih skupin. Znanstveniki so pustili možnost, da bi voda lahko obstajala v vezanem stanju, to je v hidratiziranih mineralih.

Še vedno je bilo treba ugotoviti, kako se je voda pojavila na Luni in koliko je lahko tam. Hkrati se lahko izkaže, da bo v prihodnjih letih še eno vprašanje praktično pomembno: če naj bi se v bližnji prihodnosti na Luni gradile postaje s posadko, bi morali vedeti, na katere vrste sredstev lahko računamo, po možnosti pred začetkom gradnje. .

Vladimir Svettsov in Valery Shuvalov, ki sta raziskovala padec kometov in asteroidov, vključno z računalniško simulacijo katastrofe v Tunguski in padcu meteorita v Čeljabinsku, sta se odločila razviti najverjetnejši mehanizem za dovod vode na Luno in približen "dobava". Za to so uporabili algoritem SOVA, ki so ga sami ustvarili, za računalniško modeliranje padca kozmičnih teles na površino lune. Vsako telo je imelo svojo hitrost in svoj lastni kot padanja. Zlasti na izhodu je model pokazal porazdelitev najvišjih temperatur, ko se je padajoča masa telesa segrela med udarcem in tudi dinamično.

Znanstveniki so se najprej odločili preveriti, ali kometi izpolnjujejo vlogo glavnih "dobaviteljev vode". Tipična hitrost kometnega ledu se giblje od 20 do 50 km na sekundo. Ocene kažejo, da tako visoka hitrost udarca povzroči, da 95 do 99,9 odstotka vode izhlapi v prostor, ki je izven dosega. Obstaja družina kratkotrajnih kometov, katerih hitrost padca je precej nižja - 8-10 km na sekundo. Takšni kometi v kratkem času predstavljajo približno 1,5 odstotka lunarnih kraterjev. Kljub temu je simulacija pokazala, da ko ti kometi s kratkimi obdobji padejo, skoraj vsa voda izhlapi in manj kot 1 odstotek vode ostane na točki udarca.

"Prišli smo do zaključka, da na Luni ostane le zelo majhna količina vode, ki pride s kometom, in iz tega se je odločila raziskati možnost asteroidnega izvora lunine vode," pravi Shuvalov.

Znanstveniki so se odločili, da podrobneje pogledajo asteroide in ugotovijo, da so sestavljeni iz prvotno nediferenciranih gradbenih materialov sončnega sistema in vsebujejo precejšen delež vode. Še posebej lahko kondrite ogljikovodik, najpogostejši tip asteroidov in meteoritov, vsebujejo do 10 odstotkov vode.

Vendar pa je voda v hondritih učinkovito zaščitena: je v kemično omejenem stanju in je "blokirana" v kristalni rešetki mineralov. Voda se začne izčrpati samo, ko se segreje na 300-1200 stopinj Celzija, odvisno od vrste vodnega minerala. To pomeni, da ima potencial, da ostane v kraterju skupaj z asteroidom.

Simulacija je tudi pokazala, da ko je hitrost padca 14 km na sekundo in kot padanja 45 stopinj, približno polovica mase asteroida ne bo nikoli dosegla temperature taljenja in ostala v trdnem stanju. Tretjina vseh asteroidov, ki padejo na luno, ima hitrost manj kot 14 km na sekundo tik pred udarcem. Ko se to zgodi, ostane večji del padlega telesa v kraterju: 30-40 odstotkov ostane po poševnem udarcu in 60-70 odstotkov po navpični.

"Ugotovili smo, da bi padec asteroidov, ki vsebujejo vodo, lahko ustvaril" depozite "kemično omejene vode znotraj nekaterih lunarnih kraterjev," pravi Shuvalov. "Padec enega asteroida velikosti dveh kilometrov z velikim deležem hidriranih mineralov bi lahko na Luno prinesel več vode kot vsi kometi, ki so padli več milijard let," dodaja.

Izračuni kažejo, da bi lahko okoli 2 do 4,5 odstotka lunarnih kraterjev vsebovalo precejšnje zaloge vode v obliki hidratiranih mineralov. So dovolj stabilne, da vsebujejo vodo tudi na območjih, izpostavljenih soncu.

"To je zelo pomembno, ker polarne hladne pasti niso zelo primerna območja za izgradnjo luninih baz. Obstaja majhna količina sončne energije in težko je organizirati radijske zveze in nazadnje so dramatično nizke temperature. pridobivanje luninske vode v regijah, izpostavljenih soncu, bi lahko veliko olajšalo vprašanje raziskovanja satelitov, «je zaključil znanstvenik.