Den vann på Månen blir oppdaget i 1970 i løpet av de programmene Apollo og Luna . Først påvist i spormengder av vanndamp , så som en liten komponent av den måneoverflaten , det blir så observert som is ved begynnelsen av det XXI th århundre.
Flere hypoteser er formulert for å forklare tilstedeværelsen av vann på månen. Således, kan det være gjenstand for den vanlige bombardement av kometer , asteroider eller meteoroidene , eller det kan ha dannet i løpet av årene i situ av de hydrogenioner i de solar vind som treffer de lunare mineraler inneholdende oksygen . Til slutt inneholder Månen sannsynligvis vann på grunn av sin jordiske opprinnelse .
Spesielt på grunn av vannets nytteverdi for fremtidige lengre opphold på Månens overflate ( Artemis-programmet , ..), er søket etter dets tilstedeværelse på jordens naturlige satellitt gjenstand for omfattende forskning og er en av målene for flere måneoppdrag ( LCROSS , LRO , Chandrayaan-1 , etc.). Analyse av månevann kan også gi viktige ledetråder til Månens historie og overflod av kometer og asteroider like etter at solsystemet ble dannet .
Historisk har forskjeller i albedo på månens overflate gitt opphav til ulike hypoteser . I det XVII - tallet , da de første astronomiske observasjonene ved bruk av teleskoper , har forskere trodd at de mørkere delene av det representerer flytende vann. Det er denne hypotesen som på den tiden førte astronomen Michael Florent van Langren til å kalle dem maria ( "sjø" på latin ), strukturer som fortsatt kalles månesjø i dag.
Etter hvert som observasjoner og kunnskap blir mer presise, forstår forskere at fysiske forhold ikke tillater tilstedeværelse av flytende vann på månen. Ideen om at den har en betydelig mengde vann blir gradvis forlatt. Fra midten av XIX - tallet tror de fleste forskere at Månen er tørr og fri atmosfære.
Først i 1961 ble muligheten for is i jorda til polare kratere foreslått av forskere ved Caltech .
På slutten av 1960 - tallet og tidlig på 1970-tallet ble det oppdaget en liten mengde vann i månesteinprøver samlet av Apollo- astronauter . Imidlertid anses disse resultatene som tvilsomme på grunn av mulig forurensning av prøver av astronauter. Tanken om at månens overflate er helt tørr, vedvarer.
I mars 1971 ble det oppnådd en første reell påvisning av vanndamp i nærheten av månen av Suprathermal Ion Detector Experiment of ALSEP of Apollo 14 .
18. august 1976 Sovjet sonden Luna 24 landet i krise Havet for å ta prøver på dybder på 118, 143 og 184 cm fra måne regolitt , for så å bringe dem tilbake til jorden. I februar 1978 publiserte sovjetiske forskere ved Vernandsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry en artikkel som nesten bekreftet tilstedeværelsen av vann i disse prøvene. Studien viser at Luna 24 prøver bringes tilbake til jorden ha en vannmassekonsentrasjon på 0,1. Denne konsentrasjonen stemmer med resultatene av observasjoner fra infrarød absorpsjonsspektroskopi (med en bølgelengde på ca. 3 mikrometer) ved et deteksjonsnivå som er omtrent 10 ganger over terskelen. De spektralmålinger viser således minimums rundt 3, 5 og 6 um, distinkte verdier av det infrarøde spektrum av de valens vibrasjonene fra vann, med intensiteter to til tre ganger større enn støynivået . Denne informasjonen blir først publisert i tidsskriftet Geokhimilia , deretter oversatt til engelsk og publisert året etter i Geochemistry International . I følge Arlin Croots (d) blir imidlertid sovjetiske bevis forsettlig ignorert av Vesten .
Femten år senere, i 1994, oppdaget den amerikanske militære sonden Clementine vannis på Månen ved hjelp av bistatisk radar . Resultatene blir imidlertid ansett som ufullstendige.
I januar 1998 lanserte NASA Lunar Prospector- oppdraget . Dette inneholder flere spektrometre som er ansvarlige for å samle inn data om sammensetningen av Månens overflate. Hun bruker dermed et nøytronspektrometer for å måle mengden hydrogen som er tilstede inne i månens regolit nær polarområdene. Instrumentet gjør det dermed mulig å etablere verdier opp til omtrent 50 deler per million . Misjonsforskere tolker disse resultatene som et tegn på tilstedeværelsen av is i de stadig skyggelagte kratere i disse regionene. Imidlertid kan disse dataene også være forårsaket av tilstedeværelsen av hydroksylradikalen som er kjemisk bundet til mineralene.
På slutten av oppdraget i juli 1999 ble sonden forsettlig lansert i sentrum av Shoemaker Crater , som ligger nær Sydpolen, i håp om at tilstrekkelig vann ville bli frigitt for å observere det. Imidlertid spektralanalyse av spektrometriske observasjoner fra Jorden er mangelfulle.
Basert på data fra Clementine og Lunar Prospector- oppdragene anslår NASA-forskere at hvis vannis er tilstede, vil den totale mengden være i størrelsesorden 1 til 3 kubikkilometer .
Data fra Cassini-Huygens- oppdraget , som passerte nær Månen i 1999, antyder igjen påvisning av vann på Månen, men igjen er resultatene ikke avgjørende.
I 2005 og 2009 gjennomførte Deep Impact- romsonden observasjoner, men oppdaget ikke vann.
I september 2007 observerte den japanske sonden Kaguya elementer av måneoverflaten ved hjelp av gammaspektrometri . Sondens bildesensorer med høy oppløsning oppdager imidlertid ikke tegn på vannis mot Sydpolen, der kratere er i mørket hele tiden. I likhet med Lunar Prospector , avslutter sonden oppdraget sitt ved å krasje i månens overflate for å studere skyen av materie som kastes ut fra overflaten.
14. november 2008 lanserte det indiske romfartøyet Chandrayaan-1 fra ISRO Moon Impact Probe (MIP) på Shackleton-krateret , som ligger ved den sydlige polen på månen, med sikte på å analysere rusk spredt av eksplosjonen. tilstedeværelse av vannis. I løpet av sin 25-minutters slipp, Chandra høydeforholdene Sammensetning Explorer (CHACE), integrert i MIP, registrerer bevis for tilstedeværelsen av vann ved hjelp av massespektrometri av data som er samlet i det tynne laget av atmosfæren. På måneoverflaten og i absorpsjonslinjer av hydroksyl av solens stråler reflektert.
25. september 2009 opplyser NASA at informasjon samlet inn av Moon Mineralogy Mapper (M 3 ) bekrefter eksistensen av hydrogen over store områder av månens overflate, selv om den er i lav konsentrasjon og i klynger. Hydroksyl (OH) kjemisk bundet til jord. Dette bekrefter data som tidligere er samlet av spektrometre ombord på Deep Impact og Cassini- sonder .
Selv om M 3- resultatene er i samsvar med nylige funn fra andre instrumenter ombord Chandrayaan-1, stemmer ikke vannmolekylene i Månens polare områder med tilstedeværelsen av store vannforekomster fra praktisk talt ren is mindre enn noen få meter under overflaten. uten å eliminere den mulige tilstedeværelsen av små (<~ 10 cm) isbiter blandet med regolitten.
18. juni 2009 ble to sonder, Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) og Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS), lansert av NASA.
Data som er innhentet av Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) instrumentet ombord på LRO viser at noen få regioner indikerer en viss mengde hydrogen. Videre analyse av LEND-data antyder at vanninnholdet i polare regioner ikke bestemmes direkte av lysforholdene. Det ville således ikke være noen signifikant forskjell sammenlignet med de estimerte vannkonsentrasjonene i regolitten til de opplyste områdene og de i skyggen. Basert på observasjoner fra dette instrumentet, er permanente lave overflatetemperaturer verken nødvendige eller tilstrekkelige for et høyt vanninnhold i regolitten.
Ved hjelp av en laser høydemåler , observerer LRO Shackleton krateret og konkluderer med at ca 22% av overflaten er dekket av is.
LCROSS oppdager på sin side en betydelig mengde av hydroksylgruppen. Det er mulig at disse dataene kommer fra materialer som inneholder vann, som ville være i form av is av praktisk talt rent krystallinsk vann blandet med regolit. Igjen er tolkningen av observasjonene ikke enstemmig. En studie publisert i oktober 2010 konkluderte med vannkonsentrasjoner som representerte 5,6 ± 2,9% av massen.
For mange er disse kunngjøringene nok til å bekrefte tilstedeværelsen av vannis på Månen. Så 13. november 2009 opprettet Google- selskapet en Doodle for å markere saken.
I mars 2010 ble det kunngjort at Mini-SAR ombord Chandrayaan-1 hadde oppdaget mer enn 40 kratere i permanent mørke nær Nordpolen, og at disse ville ha rundt 600 millioner tonn vannis. Den estimerte mengden vann i form av is er sammenlignbar med den som tidligere ble foreslått med data fra Lunar Prospector-oppdraget.
I mai 2011, ved hjelp av en CASTAING onde , Erik Hauri (en) et al. oppdage tilstedeværelsen av 615 til 1410 ppm vann i de magmatiske inneslutningene av måneprøven 74220 tatt under Apollo 17- oppdraget i 1972. Disse inneslutningene ville ha dannet 3,7 milliarder år siden under eksplosive vulkaner som fant sted på Månen. Vannkonsentrasjonen som finnes i disse glassperlene, er lik den som er tilstede i magmaen på manteltoppen på jorden.
En ny sonde, Lunar IceCube , forventes å kvantifisere bedre måneis på begynnelsen av 2020 - tallet .
På grunn av sin lave masse og nesten ikke-eksisterende atmosfære , flytende vann ikke kan vedvare på månen overflate, og vanndampen blir brutt ned av sollys . Det resulterende hydrogenet går fort tapt i verdensrommet . Til tross for dette er vannmolekyler detekterbare i den tynne måneatmosfæren.
Den vann (H 2 O) , og den tilhørende gruppe hydroksyl (-OH) , kan også eksistere i månens mineraler i form av ledd, slik som hydrater og hydroksider (snarere enn i den frie form), og bevis antyder sterkt at denne er faktisk tilfelle i lave konsentrasjoner over en stor del av månens overflate. Faktisk bør adsorbert vann eksistere på overflaten i konsentrasjoner fra 10 til 1000 deler per million (ppm), eller enda mer lokalt.
Mekanismene som fører til produksjon, transport og fengsel av vann på Månen er hypotetiske. Den sterke solbestrålingen ved måneekvator gjør tilstedeværelsen av vann usannsynlig. Noen stangkratere ville ha større sjanse for å inneholde den.
Månevannet ville potensielt ha tre kilder: først av selve dannelsen av kollisjonen mellom støtlegemet Théia og jorden , deretter av det ytre bidraget fra kometer og andre kropper som rammet månen, og til slutt av produksjonen in situ . Sistnevnte ville oppstå når hydrogenioner ( protoner ) fra solvind kombineres med oksygenatomer som er tilstede i månemineraler ( oksider , silikater osv.) For å fange små mengder vann i strukturen. Av deres krystaller. Denne kombinasjonen kan også bare produsere hydroksylgrupper, som er potensielle vannforløpere.
Overflatehydroksylgruppene (X - OH) dannet ved reaksjon av protoner (H + ) og oksygenatomer som er tilgjengelige for oksyderte overflater (X = O), kan deretter omdannes til vannmolekyler (H 2 O) absorbert av disse oksyderte overflatene. . Den materialbalanse av et kjemisk omleiring som tilsynelatende finner sted på oksyderte overflater ville skjematisk ta følgende form:
2 X - OH → X = O + X + H 2 Oeller
hvor X representerer den oksyderte overflaten.
Dannelsen av et enkelt vannmolekyl krever nærvær av to tilstøtende hydroksylgrupper, eller en kaskade av suksessive reaksjoner av et oksygenatom med to protoner. Sistnevnte kan oppfattes som en begrensende faktor og redusere sannsynligheten for vannproduksjon hvis protontettheten per arealeenhet er for lav.
Normalt vil solbestråling strippe Månens overflate av alle former for vann og vannis ved å dele dem i deres atomform av hydrogen og oksygen . De elementer vil da slynges ut i rommet. Noen kratere i nærheten av polarområdene, som Shackleton Crater og Shipple Crater, mottar imidlertid ikke noe sollys. Temperaturene i disse områdene overstiger derfor aldri 100 K (rundt -170 grader Celsius ), noe som vil sikre at enhver form for vann som havner i disse kratrene forblir permanent frossen der. Disse periodene kan strekke seg over milliarder år .
Selv om isavsetningene kan være tykke, er det mest sannsynlig at de blandes med regolitten i form av lag.
Selv om ingen frie vannmolekyler ble funnet i områdene som er berørt av solstrålene, er det sannsynlig at vannet som produseres in situ av solvindene vil migrere mot polene ved en fordampningsprosess og kondens for å samle seg i form av is . Dette vil bli lagt til isen som skylder opprinnelsen til virkningen av visse kometer.
Tilstedeværelsen av en viss mengde vann på månen er en viktig faktor for å oppnå lengre opphold på månen som forutsatt under NASAs Artemis- program. Bruken av vann av månens opprinnelse gjør det mulig å redde transporten av vann (eller av hydrogen og oksygen) fra jorden: et tonn vann som sendes fra den, mobiliserer en bærerakett . 'Omtrent 200 tonn utstyrt med et dyrt understell .
Hvis det eksisterer i store mengder, kan måneis samles opp for å produsere flytende vann til botanikk og drikkevann . Det kan også skilles i hydrogen og oksygen av atomgeneratorer eller elektriske stasjoner drevet av solcellepaneler . Oksygen kan brukes til åndedrett og til å lage drivstoff ( drivstoff ), mens hydrogen kan brukes til å samle oksidene som er tilstede i månen og dermed høste mer oksygen.
Den hypotetiske oppdagelsen av vann på månen i tilstrekkelig mengde kan føre til flere juridiske debatter om eierskapet til dette vannet og tilgangen til utnyttelse av det. Faktisk plass traktaten l ' FN ikke hindre utnyttelse av måne ressurser, men den forbyr eierskap av månen innen enkeltland og er generelt ansett som den viktigste hindringen til krav fra enkelte land i månens ressurser. I mellomtiden sier Moon-traktaten at utnyttelse av måneressurser skal styres av et "internasjonalt regime", men denne traktaten har bare blitt godkjent av noen få nasjoner med avanserte romprogrammer .
De fleste juridiske eksperter er enige om at det er gjennom private eller nasjonale selskaper at denne traktaten vil gjennomgå den ultimate testen. I henhold til SPACE Act of 2015 hevder noen private selskaper allerede sin rett til å utnytte ressurser som de vil trekke seg fra Månen og / eller asteroider ved egen innsats, risiko og investeringer, spesielt de amerikanske selskapene Moon Express og Shackleton Energy Company som planlegger å etablere en isgruvebunn.
: dokument brukt som kilde til denne artikkelen.