Звідки на Місяці вода?
Чи є вода на Місяці?
Очевидною здається відповідь "ні".
Тому що під час місячного дня, який триває два земних тижні, температура поверхні Місяця підіймається до 123 (ста двадцяти трьох) градусів за Цельсієм, чого було б достатньо для википання усієї води, навіть якби в Місяця була така ж атмосфера, як у Землі.
Причина відсутності атмосфери полягає в тому, що гравітація Місяця надто слабка - лише одна шоста від земної.
Це означає, що її недостатньо для втримання швидких молекул газів, як-от води.
Все, що рухається швидше, ніж 2,4 км/с (дві цілих і чотири десятих кілометра на секунду), покидає Місяць.
Хоч це і велика швидкість, але при будь-якій заданій температурі завжди є певна кількість молекул, швидкість яких набагато вища за середню.
Такі молекули й покидають Місяць.
А їхнє місце займають інші.
І так доти, доки всі легкі, а отже і швидкі молекули не зникнуть.
Ба більше.
Оскільки магнітне поле Місяця дуже слабке, його поверхня майже не захищена від сонячного вітру - потоку заряджених частинок від Сонця.
Ці частинки можуть фактично вибивати молекули з поверхні Місяця в космос.
Саме так Марс втратив більшу частину своєї атмосфери.
Якщо на поверхні Місяця коли-небудь і була якась вода, то вона вже давно зникла.
Експедиції на Місяць підтвердили це припущення.
Зразки порід, привезені астронавтами "Аполлона", практично не містять гідратованих мінералів.
Трохи води в них було виявлено, але вона найімовірніше була земним забрудненням, тому що герметичність деяких контейнерів була порушена гострими частинками місячного пилу.
Але у 2009 (дві тисячі дев'ятому) ситуація цілковито змінилася, коли вчені навмисно зіштовхнули фрагмент ракети з місячною поверхнею.
Швидкість фрагмента при зіткненні була 2,5 км/с (два з половиною кілометри на секунду).
Утворений кратер мав діаметр 25 метрів і глибину 4 метри.
Було викинуто 10 тисяч тонн пилу та уламків.
Пил піднявся достатньо високо для освітлення Сонцем, що дозволило камерам орбітального апарата дослідити спектр випромінювання пилу.
І що ж було виявлено?
Спектральні лінії води в інфрачервоній ділянці!
За оцінками вчених, 5,6% (п'ять цілих і шість десятих відсотка) всієї викинутої маси - це вода!
Але як таке можливо?
Звідки взялася вода і як вона збереглася на Місяці?
Досить дивно, але насправді є 3 різних джерела місячної води.
Перше джерело можна побачити в тому місці Місяця, куди влучила частина ракети.
Вважати, ніби у Місяця є "темний бік" - помилка.
Хоча Місяць завжди повернутий до Землі одним боком, уся його поверхня в різний час освітлюється Сонцем.
Однак на полюсах є кратери, які через своє розташування і глибину завжди перебувають у тіні.
Їх називають "регіонами вічної тіні".
Через відсутність освітлення ці кратери є одними з найхолодніших місць у всій Сонячній системі.
Там холодніше, ніж на поверхні Плутона: до -249°C (мінус двохсот сорока дев'яти градусів за Цельсієм).
Саме сюди вчені вирішили поцілити частиною ракети.
Регіони вічної тіні через постійно екстремально низьку температуру діють як "холодні пастки" - місця, в яких леткі речовини на кшталт води лишаються у твердому стані.
Але звідки там взялася вода?
З комет та астероїдів, які містять воду, і які падали на Місяць увесь час.
Всі молекули води, які опинилися в регіонах вічної тіні, залишаться там у формі льоду ніби в пастці. Назавжди.
Але це не єдине джерело води на Місяці.
У місячних зразках "Аполлонів" вчені виявили крихітні скляні гранули або "намистини".
Вони утворилися ще за часів, коли Місяць був вулканічно активним.
Вогненні фонтани викидали краплі лави в космос, де ті швидко остигали й падали назад на поверхню.
У 2007-му році ці гранули були розрізані задля виявлення у них води.
Результати показали значний вміст води, з найвищою концентрацією в центрі гранул.
Це свідчить про те, що вода потрапила у них під час виверження, а не проникла в зразки як забруднювач вже після прильоту на Землю.
Ця вода спочатку була в надрах Місяця. Тобто Місяць від самого початку повинен був містити воду.
У цьому є сенс, враховуючи, що Місяць, найімовірніше, - це частина Землі, яка мільярди років тому була викинута під час зіткнення з тілом, розміром з Марс.
Третє й останнє джерело води на Місяці - вода, утворена на його поверхні в результаті реакції оксигену і гідрогену.
З оксигеном все просто.
Він складає 45% маси речовини місячної поверхні, і перебуває там зв'язаним в оксидних мінералах.
Але де взяти вільний гідроген?
Відповідь - у сонячному вітрі, який постійно бомбардує поверхню Місяця протонами.
Ці протони можуть реагувати з оксигеном, утворюючи гідроксид і, зрештою, воду.
Ця вода потім може переміщуватися біля поверхні Місяця доти, доки не вилетить в космос, або не осяде в "холодній пастці", перетворившись на лід.
Отже, вода на Місяці є.
І це дуже важливо, тому що майбутні місії зможуть використовувати цей цінний ресурс.
Не лише для того, щоб пити чи поливати рослини, але й для синтезу ракетного палива.
Якщо ви зможете створювати власне ракетне паливо на Місяці, це істотно спростить і здешевить космічні перельоти.
Тривалий час ми вважали Місяць цілковито сухим, безводним.
Але тепер нам відомо, що ця гіпотеза неправильна.
