Китай подтвердил наличие воды на Луне с помощью лунной станции Chang'e 5

Первый китайский аппарат "Чанъэ-5" - пятая миссия по исследованию Луны в рамках китайской программы исследования Луны, запущенная 23 ноября 2020 года. Он совершил посадку на Луну 1 декабря 2020 года в северном океане Oceanus Procellarum вблизи огромного вулканического комплекса Монс Рюмкер.

Oceanus Procellarum, что в переводе с латыни означает "Океан бурь", представляет собой обширное лунное марево - темную базальтовую равнину, которая образовалась в результате вулканической активности, вызванной древними столкновениями астероидов на дальней стороне Луны. Мария (множественное число от mare), что в переводе с латыни означает "моря", были названы так потому, что ранние астрономы приняли их за настоящие моря. Аналогично, Oceanus Procellarum был назван океаном из-за его огромных размеров, так как он простирается более чем на 1 600 миль в поперечнике.

На месте посадки на Oceanus Procellarum "Чанъэ-5" собрал более 60 унций лунных образцов из керна глубиной около 3 футов. Спускаемый аппарат "Чанъэ-5" поднялся с Луны 3 декабря, а орбитальный аппарат/возвращатель вернул образцы на Землю 16 декабря 2020 года. С тех пор ученые изучают образцы.

Эти образцы из лунного Oceanus Procellarum, древнего маревого базальта, название которого переводится как "Океан бурь", теперь могут успокоить по крайней мере один научный шквал: источник лунной воды.

В 2020 году китайский лунный зонд "Чанъэ-5" с помощью спектрального анализа на борту в режиме реального времени впервые подтвердил наличие сигнала воды в породах и почве базальта. Результаты исследования были подтверждены лабораторным анализом образцов, возвращенных аппаратом в 2021 году. Теперь команда "Чанъэ-5" определила, откуда взялась вода.

Исследователи опубликовали свои результаты сегодня (14 июня 2022 года) в журнале Nature Communications.

"Впервые в мире результаты лабораторного анализа образцов лунного возвращения и спектральные данные, полученные в ходе исследований лунной поверхности на месте, были использованы совместно для изучения наличия, формы и количества "воды" в лунных образцах", - сказал соавтор исследования Ли Чуньлай из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук (NAOC). Полученные результаты дают точный ответ на вопрос о характеристиках распределения и источнике воды в зоне посадки "Чанъэ-5" и обеспечивают истину для интерпретации и оценки сигналов воды в данных дистанционного зондирования".

Чанъэ-5" не наблюдал лунных рек или источников; скорее, он определил в среднем 30 гидроксилов на миллион в породах и почве на поверхности Луны. Эти молекулы, состоящие из одного атома кислорода и одного атома водорода, являются основным компонентом воды, а также наиболее распространенным результатом химической реакции молекул воды с другими веществами. Несмотря на то, что гидроксил представляет собой то, что LI назвал "слабой стороной особенностей лунной гидратации", он является для воды тем же, чем дым является для огня: доказательством.

Образцы были собраны в самую жаркую часть лунного дня, при температуре, близкой к 200°F (93°C), когда поверхность была бы наиболее сухой. Это время также совпадает со слабыми солнечными ветрами, которые могут способствовать гидратации при достаточно высокой мощности.

Даже в таких обезвоженных условиях сигналы гидратации все равно появлялись - тогда исследователи задались вопросом, откуда они взялись?

Впервые обнаруженный бортовым лунным минералогическим спектрометром в 11 образцах горных пород и почвы и подтвержденный пятью дополнительными лабораторными анализами восьми образцов, гидроксил, как выяснилось, происходил из двух различных источников. Небольшая часть появилась в стеклообразном материале, образовавшемся в результате воздействия солнечных ветров на лунную поверхность, как и в образце "Аполлона-11", собранном в 1971 году и исследованном в начале 2000-х годов. Но в образце "Чанъэ-5" содержалось лишь около трети количества гидроксилсодержащего стекла, образованного солнечным ветром, по сравнению с образцом "Аполлона".

Это говорит о том, что солнечный ветер все еще вносит, хотя и слабый, вклад в содержание гидроксила, наблюдаемое в месте посадки "Чанъэ-5". Основная часть гидроксила в образцах "Чанъэ-5" содержалась в апатите - кристаллическом, богатом фосфатами минерале, который, естественно, есть на Луне и на Земле.

"Этот избыток гидроксила является коренным, что свидетельствует о наличии внутренней воды лунного происхождения в лунных образцах "Чанъэ-5", и что вода играла важную роль в формировании и кристаллизации поздней лунной базальтовой магмы", - сказал ЛИ, имея в виду состав места посадки "Чанъэ-5" в маревом базальте Oceanus Procellarum. Исследуя лунную воду и ее источник, мы узнаем больше о формировании и эволюции не только самой Луны, но и Солнечной системы". Кроме того, ожидается, что лунная вода обеспечит поддержку для будущих лунных ресурсов на месте обитания человека".

Исследователи планируют последующие лунные исследования с помощью преемников "Чанъэ-5" - "Чанъэ-6" и "Чанъэ-7". По словам ЛИ, они продолжат исследования лунной воды с помощью дистанционного зондирования, обнаружения на месте и лабораторного анализа, чтобы лучше понять источник, распределение и временные изменения лунной воды, включая полярный лед.