νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

πηγή: pixabay

ο πάγος του νερού, οι ομάδες υδροξυλίου, τα μόρια του νερού, καθώς οι ανιχνευτές και οι προσγειώσεις περνούσαν το ένα μετά το άλλο, οι επιστήμονες δούλευαν ακούραστα και το "ξηρό και άυδρο" φεγγάρι μας η άλλη πλευρά του.

πότε άλλαξαν τα πράγματα; είναι η αναλαμπή της clementine πάνω από το νότιο πόλο της σελήνης ή μήπως η βελτίωση της ακρίβειας και της ευαισθησίας της σύγχρονης τεχνολογίας ανιχνευτών ιόντων, είναι η ακριβής τοποθέτηση του φασματόμετρου ευρύτερου φάσματος της sofia των μορίων νερού στα μεγάλα γεωγραφικά πλάτη της σελήνης ή φρεσκάδα του chang'e 5 επιστροφή δείγματος;

άρθρο γραμμένο από τον lin honglei, συνεργάτη ερευνητή, ινστιτούτο γεωλογίας και γεωφυσικής, κινεζική ακαδημία επιστημών

yao αναπληρωτής καθηγητής, πανεπιστήμιο του χονγκ κονγκ

● 　● 　●

τα σκαμπανεβάσματα της αναζήτησης νερού του φεγγαριού

το 1994, το διαστημικό σκάφος των ηπα "clementine" έσπευσε στο φεγγάρι αυτή ήταν η πρώτη αποκλειστική αποστολή σεληνιακής εξερεύνησης των ηνωμένων πολιτειών μετά από 21 χρόνια μετά την εποχή προσεδάφισης "apollo".

διαφορετικά από τις προηγούμενες δειγματοληπτικές αποστολές επιστροφής του apollo, αυτή τη φορά βρίσκεται σε τροχιά γύρω από το φεγγάρι για μια λεπτομερή παγκόσμια έρευνα. φέρει ένα σύστημα παρατήρησης ραντάρ που έχει σχεδιαστεί για να αναζητά στοιχεία νερού στους σεληνιακούς πόλους συνεργαζόμενος με δέκτες του deep space network στη γη.

το 1996, το υπουργείο άμυνας των ηπα ανακοίνωσε ότι τα δεδομένα από την αποστολή clementine έδειξαν αποθέσεις πάγου νερού στον πυθμένα ενός κρατήρα σε μια μόνιμα σκιασμένη περιοχή στο νότιο πόλο της σελήνης (nozette, et al., 1996, science the). ο όγκος αυτού του κοιτάσματος ήταν περίπου 6 δέκα χιλιάδες έως 120.000 κυβικά μέτρα, που ισοδυναμεί με μια μικρή λίμνη με έκταση τεσσάρων γηπέδων ποδοσφαίρου και βάθος 5 μέτρων. αυτή η ανακάλυψη επανέφερε τη μελέτη του σεληνιακού νερού στο στόχαστρο των ανθρώπων.

γιατί λες «ρε»; στην πραγματικότητα, οι άνθρωποι ήταν πάντα γεμάτοι από ατελείωτες ονειροπολήσεις σχετικά με το αν υπάρχει νερό στο φεγγάρι. από τότε που ο γαλιλαίος ανακάλυψε το τηλεσκόπιο το 1609, το οποίο μπορεί να παρατηρήσει το φεγγάρι πιο καθαρά από το ανθρώπινο μάτι, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι υπάρχουν κυρίως δύο διακριτές περιοχές στην επιφάνεια της σελήνης, η λευκή και η μαύρη. πιστεύουν ότι οι μαύρες περιοχές στο φεγγάρι μπορεί να καλύπτονται από υγρό νερό, γι' αυτό χρησιμοποιούν λέξεις όπως "θάλασσα", "ωκεανός", "ρέμα" και "κόλπος" για να περιγράψουν το σχήμα του υδάτινου συστήματος για να ονομάσουν τις μαύρες περιοχές. στο φεγγάρι (wei yong et al., 2024, china proceedings of the academy of sciences). μέχρι τα μέσα του 20ου αιώνα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν αριθμητικές προσομοιώσεις για να δείξουν ότι οι υδρατμοί μπορούσαν να παγιδευτούν σε μόνιμες σκιές σε γεωλογικές χρονικές κλίμακες. οι αμερικανικές αποστολές «απόλλων» και σοβιετική «σελήνη» από το 1969 έως το 1976 συνέλεξαν μεγάλο αριθμό δειγμάτων από το φεγγάρι και τα επέστρεψαν στη γη, δίνοντας τελικά την ευκαιρία στους ανθρώπους να μετρήσουν απευθείας την περιεκτικότητα σε νερό σε σεληνιακά δείγματα. δυστυχώς, τα αποτελέσματα της ανάλυσης δείχνουν ότι το σεληνιακό έδαφος είναι πολύ ξηρό και τα μετρούμενα ίχνη νερού δεν μπορούν να αποκλείσουν τη ρύπανση από την ατμόσφαιρα της γης. ταυτόχρονα, τα όργανα που άφησαν οι αστροναύτες στη σεληνιακή επιφάνεια για να ανιχνεύσουν την ατμόσφαιρα δεν μπόρεσαν να ανιχνεύσουν το νερό, κάτι που φαινόταν να κάνει γεγονός «το φεγγάρι είναι στεγνό». αυτό γέννησε επίσης το σχηματισμό της θεωρίας της σεληνιακής σύγκρουσης.

τα αποτελέσματα ανίχνευσης ραντάρ του διαστημικού σκάφους «clementine» απελευθέρωσαν αναμφίβολα ένα θετικό σήμα! ωστόσο, παρατηρήσεις από το επίγειο ραδιοτηλεσκόπιο arecibo έδειξαν περαιτέρω ότι ακόμη και σε περιοχές χωρίς μόνιμες σκιές (τις οποίες ο πάγος του νερού δεν μπορεί να διατηρήσει), υπάρχουν παρόμοιες υπογραφές ραντάρ, πιθανώς λόγω άλλων παραγόντων όπως η τραχύτητα της επιφάνειας (stacy, et al. al., 1997, science). το ερώτημα εάν υπάρχει πάγος νερού στις πολικές περιοχές του φεγγαριού καλύπτεται για άλλη μια φορά από μυστήριο.

το νερό αποτελείται από υδρογόνο και οξυγόνο η μέτρηση της περιεκτικότητας σε υδρογόνο του φεγγαριού μπορεί να είναι ένας τρόπος ανίχνευσης του νερού. επομένως, το 1998 το lunar prospector έφερε ένα φασματόμετρο νετρονίων για να μετρήσει την κατανομή του σεληνιακού υδρογόνου και είδε μεγάλους εμπλουτισμούς υδρογόνου στους πόλους (feldman et al., 1998, science). υπάρχει ξανά νερό στο φεγγάρι; η συζήτηση για το αν το φεγγάρι είχε νερό συνεχίστηκε μέχρι το 2008.

το 2008 ήταν μια εξαιρετικά ασυνήθιστη χρονιά για την αναζήτηση νερού στο φεγγάρι. το πρώτο πράγμα είναι ότι το διαστημικό σκάφος "chandrayaan-1" της ινδίας μετέφερε το αμερικανικό "lunar mineralogy mapper" σε σεληνιακή τροχιά, το οποίο είναι το πρώτο φασματόμετρο που μπορεί να μετρήσει απευθείας τα μόρια υδροξυλίου/νερού της σελήνης.

σύντομα, η ομάδα του καθηγητή carle pieters του πανεπιστημίου brown, ο οποίος ήταν υπεύθυνος για αυτό το φασματόμετρο, ανακάλυψε εμφανή σήματα μορίων υδροξυλίου/νερού στα δεδομένα, ειδικά στα μεσαία και μεγάλα γεωγραφικά πλάτη της σελήνης. αυτό έκανε την ομάδα του καθηγητή carle pieters πολύ ενθουσιασμένη, αλλά και πολύ έκπληκτη: πώς θα μπορούσε να υπάρχει ένα τόσο ισχυρό σήμα νερού; υπάρχει κάτι λάθος με τη βαθμονόμηση του οργάνου; πέρασαν αρκετούς μήνες εξετάζοντας τα δεδομένα και κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα σήματα ήταν έγκυρα (pieters et al., 2009, science).

προκειμένου να διασφαλιστεί περαιτέρω ότι πράγματι ανιχνεύτηκε νερό, η ομάδα ζήτησε από τον ανιχνευτή deep impact, που ήταν καθ' οδόν προς τον κομήτη, να επιστρέψει και να πραγματοποιήσει φασματικές μετρήσεις στο φεγγάρι (sunshine et al., 2009, science) και έσκαψε την αποστολή cassie στον κρόνο τα φασματικά δεδομένα παρατήρησης του διαστημικού σκάφους ni κατά τη διάρκεια της πτήσης του στη σελήνη το 1999 αναλύθηκαν εκ νέου (clark, 2009, science), το οποίο επιβεβαίωσε ότι το σήμα του σεληνιακού νερού είναι πραγματικό.

ταυτόχρονα, υπήρξε μια νέα σημαντική ανακάλυψη στο έδαφος, και αυτό είναι το δεύτερο πράγμα.

η ομάδα του καθηγητή alberto saal, επίσης από το πανεπιστήμιο brown, πέρασε τρία χρόνια χρησιμοποιώντας τεχνολογία ανιχνευτών ιόντων (sims) για να αναλύσει εκ νέου το ηφαιστειακό γυαλί (προϊόν ηφαιστειακών εκρήξεων) στο σεληνιακό έδαφος του απόλλωνα και βρήκε έως και 50 ppm νερού. saal et al., 2008, nature), αμφισβητώντας την παραδοσιακή άποψη ότι «το φεγγάρι είναι άνυδρο» με πειστικά στοιχεία. η τεχνολογία ανιχνευτών ιόντων εμφανίστηκε από τη δεκαετία του 1950. χρησιμοποιεί δέσμες ιόντων υψηλής ενέργειας για να βομβαρδίσει την επιφάνεια του δείγματος για να απελευθερώσει ιόντα υδρογόνου και στη συνέχεια να εκτελέσει μετρήσεις.

αυτή η τεχνολογία έχει επίσης χρησιμοποιηθεί στην ανάλυση του πρώιμου σεληνιακού εδάφους, αλλά η χωρική ανάλυση και ευαισθησία είναι σχετικά χαμηλές. με βελτιώσεις στην τεχνολογία πηγής ιόντων και ανιχνευτών, η σύγχρονη τεχνολογία sims είναι ικανή να ανιχνεύει την περιεκτικότητα σε νερό έως και 5 ppm (πέντε μέρη ανά εκατομμύριο).ο alberto saal μελετά κυρίως την εσωτερική σύνθεση της γης αφού ήρθε στο πανεπιστήμιο brown, άρχισε να επεκτείνει την έρευνά του στο φεγγάρι και στους πλανήτες αυτόν ότι από το υπάρχον φεγγάρι είναι απίθανο να ανακαλυφθούν νέες πληροφορίες στο δείγμα. αλλά δεν το έβαλε κάτω με την υποστήριξη της σύγχρονης προηγμένης τεχνολογίας, πέτυχε τελικά μεγάλη επιτυχία στην έλλειψη εμπειρίας στον τομέα της πλανητικής επιστήμης.

το 2009, η αποστολή παρατήρησης και ανίχνευσης δορυφόρου σεληνιακού κρατήρα των ηνωμένων πολιτειών (lcross) διεξήγαγε ένα πείραμα πρόσκρουσης στις σεληνιακές πολικές περιοχές και η παρατήρηση και η ανάλυση του πιτσιλίσματος πρόσκρουσης επιβεβαίωσε την ύπαρξη νερού (colaprete et al., 2010, science ).από τότε, έχει γίνει μια γενική συναίνεση ότι το φεγγάρι περιέχει νερό.

η εργαστηριακή ανάλυση δειγμάτων και οι παρατηρήσεις με τηλεπισκόπηση έχουν αποδείξει ότι το φεγγάρι έχει νερό, αλλά υπάρχει ένας κρίκος που λείπει στην αλυσίδα των αποδεικτικών στοιχείων: μετρήσεις πεδίου της σεληνιακής επιφάνειας.ο κινεζικός ανιχνευτής chang'e 5 προσγειώθηκε επιτυχώς στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη του φεγγαριού την 1η δεκεμβρίου 2020. αυτή είναι η δεύτερη αποστολή δειγματοληψίας επιστροφής για ανθρώπους μετά το 1976 και μετέφερε έναν αναλυτή φάσματος ορυκτών σελήνης για τη λήψη δεδομένων κατά τη διαδικασία δειγματοληψίας. το φάσμα της σεληνιακής επιφάνειας είναι ακριβώς όπως βγήκαμε στο «πεδίο» στο φεγγάρι για πρώτη φορά, έχουμε εντοπίσει το σήμα του νερού στη σεληνιακή επιφάνεια σε τόσο κοντινή απόσταση και με υψηλή ανάλυση (lin, li. , xu et al., 2022, science advances liu et al., 2022, nature communications), παρέχοντας άλλη μια σιδερένια απόδειξη ότι το νερό είναι ευρέως κατανεμημένο στο φεγγάρι.

αφού τα δείγματα chang'e-5 επέστρεψαν στη γη, προκάλεσαν μεγάλο ερευνητικό ενθουσιασμό μεταξύ των επιστημονικών ερευνητών, ειδικά η μελέτη του νερού στο σεληνιακό έδαφος. επειδή σε σύγκριση με προηγούμενες αποστολές σεληνιακής δειγματοληψίας (δηλαδή, το αμερικανικό "apollo" και η σοβιετική ένωση "σελήνη"), το σεληνιακό έδαφος chang'e 5 προέρχεται από μεγαλύτερο γεωγραφικό πλάτος και είναι εντελώς διαφορετικό από τα υπάρχοντα δείγματα σεληνιακού εδάφους πολύτιμη ανθρωπότητα. μέχρι στιγμής, η εθνική υπηρεσία διαστήματος έχει διανείμει 7 παρτίδες των 85,48 γραμμαρίων δειγμάτων επιστημονικής έρευνας σε 131 εγχώριες ερευνητικές ομάδες κατά μέσο όρο, κάθε ομάδα έχει λάβει μόνο μερικές εκατοντάδες χιλιοστόγραμμα δειγμάτων. χρησιμοποιώντας τόσο μικρή ποσότητα δειγμάτων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνολογία ανιχνευτών νανοιόντων και τεχνολογία υπέρυθρης φασματοσκοπίας για να βρουν υψηλότερη περιεκτικότητα σε νερό στο σεληνιακό έδαφος (xu, tian et al., 2022, pnas; zhou et al., 2022, nature διαβιβάσεις).

πού αποθηκεύεται κυρίως το νερό; αφού απέκλεισαν πολλές πιθανότητες, οι ερευνητές έστρεψαν την προσοχή τους στις κρουστικές γυάλινες χάντρες στο σεληνιακό έδαφος chang'e-5.αυτός είναι ένας τύπος δείγματος που έχει λάβει ελάχιστη προσοχή στο παρελθόν, επειδή αυτός ο τύπος δείγματος έχει μια «συνηθισμένη προέλευση» και είναι το προϊόν του σεληνιακού εδάφους που τήκεται από μετεωρίτες. αυτή η διαδικασία συνοδεύεται από τη μικτή μεταμόρφωση του αρχικού βράχου, που τον καθιστά ανίκανο να αντικατοπτρίζει τις πληροφορίες μέσα στο φεγγάρι σαν «ηφαιστειακό γυαλί», έτσι λίγοι άνθρωποι ενδιαφέρθηκαν για αυτό τις πρώτες μέρες.αλλά το κρουστικό γυαλί είναι αρκετά άφθονο στο σεληνιακό έδαφος. χάρη στην εξαιρετικά υψηλή χωρική ανάλυση της τεχνολογίας ανάλυσης ανιχνευτών νανο-ιόντων, οι ερευνητές απέκτησαν την ακριβή περιεκτικότητα σε νερό της γυάλινης χάντρας chang'e-5 σεληνιακής πρόσκρουσης εδάφους, επιβεβαιώνοντας ότι η κρουστική γυάλινη χάντρα είναι μια σημαντική δεξαμενή σεληνιακού νερού και έχει την ικανότητα να διατηρεί τη σεληνιακή χωρητικότητα και τη δυνατότητα της κυκλοφορίας των επιφανειακών υδάτων (he et al., 2023, nature geoscience). με την εμβάθυνση της κατανόησης του σεληνιακού νερού, η μελέτη του σεληνιακού κύκλου του νερού έχει γίνει σταδιακά στο επίκεντρο.

για τι είναι αυτό το σεληνιακό νερό που μιλάμε;

όταν πρόκειται για νερό, το πρώτο πράγμα που σκέφτονται οι άνθρωποι είναι: μπορεί να πιει; όταν λέμε ότι υπάρχει νερό στο φεγγάρι, δεν αναφερόμαστε σε ωκεανούς και λίμνες, αλλά σε μόρια νερού και ομάδες υδροξυλίου (oh) που υπάρχουν στη δομή των σωματιδίων του σεληνιακού εδάφους ή στον πάγο νερού που υπάρχει στις μόνιμες σκιώδεις περιοχές των πολικών περιοχών. μεταξύ αυτών, ο πάγος νερού αναφέρεται σε ένα στερεό υλικό που αποτελείται από πολλά μόρια νερού, συνήθως σε εξαγωνική κρυσταλλική μορφή, ενώ τα μόρια υδροξυλίου/νερού συνήθως συνδυάζονται με ορυκτά στο φεγγάρι και υπάρχουν στη δομή των ορυκτών.

η τεχνολογία εργαστηριακού ανιχνευτή ιόντων μετρά την περιεκτικότητα σε υδρογόνο και στη συνέχεια τη μετατρέπει σε περιεκτικότητα σε νερό, ανεξάρτητα από το αν το νερό υπάρχει με τη μορφή υδροξυλομάδων, μορίων νερού ή υδρογόνου. τα φασματόμετρα των "chandrayaan-1" και "chang'e-5" επίσης δεν μπορούν να διακρίνουν μεταξύ μορίων υδροξυλίου και νερού λόγω του στενού μήκους κύματος τους.

το 2011, οι ερευνητές συνδύασαν τον ανιχνευτή ιόντων και την τεχνολογία φασματοσκοπίας υπέρυθρου μετασχηματισμού fourier για να μετρήσουν απευθείας το υδροξυλικό νερό στο σεληνιακό έδαφος του apollo (liu et al., 2011, nature geoscience). το 2020, το stratospheric observatory for infrared astronomy (sofia) στις ηνωμένες πολιτείες χρησιμοποίησε ένα φασματόμετρο ευρύτερου φάσματος για να ανιχνεύσει μοριακό νερό που μπορεί να υπάρχει σχετικά σταθερά εκτός της μόνιμης ζώνης σκιάς, επιβεβαιώνοντας για πρώτη φορά την ύπαρξη μοριακού νερού στη σεληνιακή επιφάνεια (honniball et al., 2021, nature astronomy), αυτή η μεγάλη είδηση ​​έχει πυροδοτήσει τις ελπίδες των ανθρώπων για τη χρήση των σεληνιακών υδάτινων πόρων, επειδή το μοριακό νερό είναι πιο εύκολο να χρησιμοποιηθεί από τις ομάδες υδροξυλίου. ωστόσο, δεν έχουν βρεθεί σαφείς ενδείξεις για την παρουσία μοριακού νερού σε δείγματα σεληνιακού εδάφους. έρευνα σε δείγματα chang'e-5 διαπίστωσε ότι το γυαλί κρούσης περιείχε υψηλότερη περιεκτικότητα σε νερό (he et al., 2023, nature geoscience). με αυτό το ερώτημα κατά νου, οι ερευνητές πραγματοποίησαν λεπτομερείς μετρήσεις σε 12 γυάλινες χάντρες του δείγματος chang'e-5 και εντόπισαν το σήμα του μοριακού νερού. διαπίστωσαν ότι το 20%-35% του νερού στο γυαλί κρούσης ήταν μοριακό νερό (zhou, mo et al., 2024, science advances).

από πού προέρχεται το νερό του φεγγαριού; αυτή η ερώτηση απαντάται κυρίως βασιζόμενη σε ισότοπα υδρογόνου.το υδρογόνο περιλαμβάνει κυρίως σταθερά ισότοπα πρωτίου (η) και δευτερίου (d) και η μάζα τους αυξάνεται κατά σειρά. μετρώντας την αναλογία δευτερίου/πρωτίου (d/h) σε ένα δείγμα και συγκρίνοντάς την με πιθανές πηγές-στόχους, είναι δυνατό να προσδιοριστεί από πού προέρχεται το νερό.εάν η τιμή d/h είναι χαμηλή, παρόμοια με αυτή του ήλιου, σημαίνει ότι το νερό μεταφέρθηκε στη σελήνη από τον ηλιακό άνεμο, εάν η τιμή d/h είναι υψηλή, παρόμοια με αυτή ενός κομήτη το νερό μπορεί να έχει μεταφερθεί στη σελήνη από την πρόσκρουση ενός κομήτη, εάν η τιμή /η είναι κοντά στη γη, είναι το νερό της ίδιας της σελήνης η τιμή είναι μεταξύ της γης και των κομητών, μπορεί να μεταφερθεί στο φεγγάρι από έναν αστεροειδή που φέρει νερό.φυσικά, μερικές φορές η μετρούμενη αναλογία d/h είναι αποτέλεσμα ενός μείγματος πολλαπλών πηγών σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να συνδυαστούν άλλα ισότοπα, όπως ο άνθρακας, το άζωτο κ.λπ., για να προσδιοριστεί περαιτέρω η πηγή του νερού. μέσω μετρήσεων ισοτόπων υδρογόνου των σωματιδίων του σεληνιακού εδάφους, έχουν βρεθεί στοιχεία ότι το νερό προέρχεται από πολλαπλές πηγές όπως το σεληνιακό εσωτερικό, η έγχυση ηλιακού ανέμου και οι κρούσεις αστεροειδών/κομητών (saal et al., 2008, nature; greenwood et al., 2011 , nature geoscience ; , nature geoscience, zhou, mo et al., 2024, science advances), αυξάνοντας έτσι την πολυπλοκότητα του ζητήματος της σεληνιακής πηγής νερού.

προκειμένου να προσδιοριστεί η κύρια πηγή νερού με μεγαλύτερη στατιστική σημασία, οι ερευνητές διεξήγαγαν κοκκώδη φασματική ανάλυση σε μεγάλο αριθμό δειγμάτων από το chang'e-5, παρέχοντας στοιχεία ότι ο ηλιακός άνεμος είναι η κύρια πηγή σεληνιακού εδάφους νερού (lin et al. , επιστημονικό δελτίο , 2024). τα μεταβαλλόμενα μοτίβα της περιεκτικότητας σε νερό στη σεληνιακή επιφάνεια που λαμβάνονται με βάση τα φάσματα τηλεπισκόπησης υποδεικνύουν επίσης διαφορετικές πηγές νερού. η περιεκτικότητα σε νερό στη σεληνιακή επιφάνεια έχει ημερήσιες διακυμάνσεις, υψηλότερη το πρωί και το βράδυ και χαμηλότερη το μεσημέρι, υποδεικνύοντας την πηγή νερού του ηλιακού ανέμου, επειδή μόνο ο ηλιακός άνεμος μπορεί να αναπληρώσει γρήγορα το νερό που χάνεται λόγω των υψηλών θερμοκρασιών το μεσημέρι (li & milliken, 2017, science advances, wöhler et al., 2017, science advances, υπάρχουν ορισμένες περιοχές όπου η περιεκτικότητα σε νερό είναι ασυνήθιστα υψηλή και σε συνδυασμό με την τοπογραφία και τα χαρακτηριστικά του εδάφους, έχει προσδιοριστεί η ύπαρξη νερού μέσα στη σελήνη. klima et al., 2013, nature geoscience milliken & li, 2017, nature geoscience). ο πολικός πάγος του νερού μπορεί επίσης να προκληθεί από τη διάχυση και τη μετανάστευση του νερού που προκαλείται από τον ηλιακό άνεμο, και τελικά συμπυκνώνεται και σχηματίζεται στη μόνιμη περιοχή σκιάς των πολικών περιοχών της σελήνης (pieters et al., 2009, science analysis of). τα στοιχειώδη δεδομένα lcross υποδεικνύουν ότι η πρόσκρουση του κομήτη είναι επίσης μια λογική πηγή (mandt et al., 2022, nature communications).

φυσικά, δεδομένου ότι το φεγγάρι περνά σχεδόν το ένα τρίτο κάθε μήνα στη μαγνητόσφαιρα της γης, η συμβολή του ανέμου της γης στο σεληνιακό νερό δεν μπορεί να αποκλειστεί (wei et al., 2020, geophysical research letters; wang et al., 2021 , astrophysical journal letters, li et al., 2023, nature astronomy).το θέμα της πηγής του σεληνιακού νερού είναι εξαιρετικά περίπλοκο και απαιτεί δείγματα από περισσότερες περιοχές, περισσότερες παρατηρήσεις και πιο εις βάθος ανάλυση για να αποκτηθεί περαιτέρω κατανόηση.αξίζει να σημειωθεί ότι ο ηλιακός άνεμος και ο άνεμος της γης δεν είναι μόνο η πηγή του σεληνιακού νερού, αλλά και το περιβάλλον της διαστημικής ακτινοβολίας που πρέπει να αντιμετωπίσουμε άμεσα κατά τη διεξαγωγή επανδρωμένων και μη επανδρωμένων αποστολών εξερεύνησης στη σελήνη χαρακτηριστικά και μηχανισμοί αλλαγής είναι το κλειδί για τις σεληνιακές αποστολές, αξίζει επίσης ιδιαίτερη προσοχή.

το πόσο νερό είναι διαθέσιμο και αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί είναι ζητήματα που απασχολούν περισσότερο τους ανθρώπους για τη δημιουργία μιας σεληνιακής βάσης και την παραμονή εκεί για μεγάλο χρονικό διάστημα στο μέλλον. αυτό το θέμα μπορεί να εξεταστεί από δύο όψεις με βάση την ύπαρξη νερού στο φεγγάρι. η πρώτη είναι η πολική περιοχή, η οποία θεωρητικά αποθηκεύει υψηλότερη περιεκτικότητα σε νερό από άλλες περιοχές λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας της, με τη μορφή βρώμικου πάγου (αναμεμειγμένου με σεληνιακό έδαφος) στη μόνιμα σκιασμένη περιοχή. η αποστολή lcross ανέλυσε το λοφίο που παρήχθη από την πρόσκρουση προσκρούοντας στη μόνιμη περιοχή σκιάς του σεληνιακού νότιου πόλου και εντόπισε ότι η θέση πρόσκρουσης περιείχε περίπου 5,6% κατά βάρος πάγο νερού (colaprete et al., 2010, science). η ανίχνευση υπέρυθρου φάσματος έλαβε επίσης παρόμοια αποτελέσματα και διαπίστωσε ότι σε ορισμένες περιοχές όπου το σήμα πάγου νερού είναι σχετικά καθαρό, η περιεκτικότητα σε πάγο νερού μπορεί να φτάσει ακόμη και το 30 wt.% (li et al., 2018, pnas). ο πάγος του νερού στις πολικές περιοχές είναι επί του παρόντος ο σεληνιακός πόρος με τις μεγαλύτερες δυνατότητες και επί του παρόντος είναι το επίκεντρο της εξερεύνησης σε όλο τον κόσμο.ωστόσο, λόγω της πολυπλοκότητας των περιβαλλόντων όπως η χαμηλή θερμοκρασία, η χαμηλή βαρύτητα και η έλλειψη φωτός, υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος για να επιτευχθεί αυτός ο στόχος. μετά την εξόρυξη, πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη θέματα όπως ο διαχωρισμός, ο καθαρισμός και η αποθήκευση.

από την άλλη πλευρά, υπάρχει νερό στο σεληνιακό έδαφος. αυτό το νερό υπάρχει στη δομή του ορυκτού. είναι χειρότερο από αυτό στην έρημο. λαμβάνοντας ως παράδειγμα την περιοχή δειγματοληψίας chang'e-5, ένας τόνος σεληνιακού εδάφους περιέχει έως και 120 γραμμάρια νερού (lin, li, xu et al., 2022, science advances), αλλά αυτό σχετίζεται επίσης με το γεωγραφικό πλάτος και μπορεί να φτάσει ακόμη και σε υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη (500-750 γραμμάρια) (li & milliken, 2017, science advances). το νερό στο σεληνιακό έδαφος προέρχεται κυρίως από έγχυση ηλιακού ανέμου δεδομένου ότι η ειδική επιφάνεια του λεπτόκοκκου σεληνιακού εδάφους είναι μεγαλύτερη, η περιεκτικότητα σε νερό θα είναι μεγαλύτερη από αυτή των χονδροειδών σωματιδίων.ο κοκκώδης έλεγχος μπορεί να είναι ένας τρόπος για την εκμετάλλευση του σεληνιακού εδάφους νερού σε μεσαία έως χαμηλά γεωγραφικά πλάτη.108 κιλά νερού μπορούν να εξαχθούν από 1000 κυβικά μέτρα σεληνιακού εδάφους (λιγότερο από 45 μικρά αν μπορεί να κοσκινιστεί ακόμη πιο λεπτό, 840 κιλά νερού μπορούν να εξαχθούν από 1000 κυβικά μέτρα σεληνιακού εδάφους μικρότερο από 10 μικρά). (lin et al., science bulletin, 2024). επιπλέον, οι πυροκλαστικές περιοχές του φεγγαριού διατηρούν μεγάλη ποσότητα νερού, η οποία μπορεί να φτάσει τα 500 ppm (milliken & li, 2017, nature geoscience). ωστόσο, η εξαγωγή αυτού του νερού από το σεληνιακό έδαφος απαιτεί υψηλότερες θερμοκρασίες θέρμανσης και ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται αποτελεσματικά η μέγιστη αναλογία εισροών-εκροών είναι μια πρόκληση.

αν και υπάρχουν πολλές δυσκολίες στη χρήση του σεληνιακού νερού, έχουν ήδη αρχίσει να αναπτύσσονται σχετικά πρωτότυπα με την πρόοδο της τεχνολογίας, πιστεύεται ότι οι αστροναύτες θα μπορούν να πίνουν σεληνιακό νερό στο εγγύς μέλλον, ενώ ακόμη και τα καύσιμα πυραύλων μπορούν να κατασκευαστούν. από σεληνιακό νερό κάνε.

πού να πάτε

το νερό είναι η πηγή της ζωής και η σημασία του είναι αυτονόητη. το νερό έπαιξε επίσης πολύ βασικό ρόλο στην εξέλιξη της σελήνης. ο νέος γύρος σεληνιακής εξερεύνησης έχει μετατοπιστεί από την αμιγώς επιστημονική εξερεύνηση στην ίση προσοχή στην επιστημονική έρευνα και εφαρμογή, και έχει προτείνει μελλοντικά σχέδια όπως «σεληνιακά χωριά» και «σταθμοί επιστημονικής έρευνας σελήνης». έλαβε περισσότερη προσοχή. το νερό της σελήνης θα παίξει σημαντικό ρόλο στη μελλοντική εξερεύνηση του διαστήματος και θα θέσει ένα σημαντικό θεμέλιο για τον ανθρώπινο πολιτισμό να πάει στο διάστημα.υπάρχει ακόμα διαμάχη σχετικά με τη χωροχρονική κατανομή του σεληνιακού νερού η απόκτηση υψηλής ακρίβειας και υψηλής ανάλυσης περιεκτικότητας και διανομής νερού στη σελήνη είναι το επίκεντρο της μελλοντικής εξερεύνησης.

τόσο το "chang'e-7" και το "chang'e-8" της χώρας μου θα πραγματοποιήσουν λεπτομερή εξερεύνηση στο σεληνιακό νότιο πόλο, ειδικά την ανίχνευση υδάτινων πόρων στις πολικές περιοχές γύρω στο 2030, το βασικό πλαίσιο μιας διεθνούς σεληνιακής επιστήμης θα κατασκευαστεί ερευνητικός σταθμός. η επανδρωμένη εξερεύνηση της σελήνης έχει επίσης τεθεί στην ημερήσια διάταξη. το «artemis project» των ηνωμένων πολιτειών θα επιτύχει και πάλι επανδρωμένη προσγείωση στο φεγγάρι μετά την αποστολή «apollo», θα πραγματοποιήσει έρευνες, πειράματα και θα συλλέξει δείγματα στο σεληνιακό νότιο πόλο και θα δημιουργήσει μια βάση για την υποστήριξη μακροπρόθεσμων ανθρώπινων δραστηριοτήτων στο σεληνιακή επιφάνεια. οι ηνωμένες πολιτείες σχεδιάζουν επίσης να ξεκινήσουν μια μικρή εξερευνητική αποστολή «lunar pioneer» για να μελετήσει ειδικά την κατανομή του νερού στο φεγγάρι μέσω ανίχνευσης σε τροχιά. επιπλέον, η ευρώπη, η ιαπωνία, η ινδία, η νότια κορέα και άλλες χώρες θεωρούν επίσης την ανίχνευση του σεληνιακού νερού ως σημαντικό περιεχόμενο. για να κάνουμε χρήση του σεληνιακού νερού, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε το σεληνιακό νερό πιο καθαρά, κάτι που απαιτεί πιο ακριβή δεδομένα παρατήρησης. το φεγγάρι έχει το πλεονέκτημα ότι δεν έχει ατμόσφαιρα και μια τροχιά που είναι βολική για κοντινή προσέγγιση και συνεχή λειτουργία.οι ερευνητές έχουν προτείνει ένα σχέδιο «αστερισμού κοντά σε τροχιά της σελήνης» για την επίτευξη συνεχών μετρήσεων υψηλής ευκρίνειας των τροχιών κοντά στη σελήνη (κάτω από 30 χιλιόμετρα), το οποίο θα μας βοηθήσει να αποκτήσουμε πρωτοφανείς ακριβείς πληροφορίες για το σεληνιακό νερό (wei yong et al., 2024, πρακτικά της κινεζικής ακαδημίας επιστημών).