Sonda LRO odhalila rozsáhlá ložiska ledu ukrytá po celém Měsíci

Rozsáhlá ložiska ledu nalezená na Měsíci by mohla v budoucnu podpořit mise astronautů tím, že poskytnou vodu a zdroj pro pohonné látky, přičemž nový výzkum mapuje tyto zdroje mimo tradiční polární oblasti. Nejnovější analýza sondy NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) odhalila, že ložiska ledu na Měsíci jsou rozsáhlejší, než se dosud předpokládalo a sahají nejméně až do 77 stupňů jižní šířky.

Tento objev, který má zásadní význam pro budoucí lunární mise, naznačuje, že tato ložiska ledu by mohla potenciálně podporovat život lidí a výrobu raketového paliva. Nové poznatky rovněž poskytují podrobné mapy a přehled o konkrétních měsíčních oblastech, kde se led s největší pravděpodobností nachází, a to na základě jejich environmentálních podmínek a topografie.

Rozsáhlá ložiska měsíčního ledu
Podle nové analýzy dat z mise LRO jsou ložiska ledu v měsíčním prachu a hornině (regolitu) rozsáhlejší, než se dosud předpokládalo. Led by mohl být cenným zdrojem pro budoucí lunární expedice. Voda by mohla být použita pro ochranu před radiací a podporu lidských průzkumníků nebo by se mohla rozložit na vodík a kyslík a využít je pro výrobu raketového paliva, energie a dýchatelného vzduchu.

Předchozí studie zjistily známky ledu ve větších trvale zastíněných oblastech (permanently shadowed region – PSR) v blízkosti jižního pólu Měsíce, včetně oblastí v kráterech Cabeus, Haworth, Shoemaker a Faustini. V nové práci „jsme zjistili, že existují rozsáhlé důkazy o přítomnosti vodního ledu v PSR mimo jižní pól, směrem nejméně k 77 stupňům jižní šířky,“ uvedl Timothy McClanahan z Goddardova střediska vesmírných letů NASA v Greenbeltu ve státě Maryland a hlavní autor článku o tomto výzkumu publikovaného 2. října 2024 v časopise Planetary Science Journal.

Nové poznatky z průzkumu Měsíce
Studie dále pomáhá plánovačům lunárních misí tím, že poskytuje mapy a určuje charakteristiky povrchu, které ukazují, kde se led pravděpodobně a méně pravděpodobně vyskytuje, s důkazy, proč by tomu tak mělo být. „Náš model a analýza ukazují, že největší koncentrace ledu se očekává v blízkosti nejchladnějších míst PSR s teplotami pod -198 °C a v blízkosti základny svahů PSR směřujících k pólům,“ řekl McClanahan.

„Nemůžeme přesně určit objem ledových usazenin v PSR, ani zjistit, zda mohou být pohřbeny pod suchou vrstvou regolitu. Očekáváme však, že na každý povrchový metr čtvereční, který překrývá tato ložiska, by mělo být v horních metrech povrchu nejméně o pět litrů vody více ve srovnání s jejich okolím,“ řekl McClanahan. Studie také zmapovala místa, kde by se dalo očekávat méně, menších nebo méně koncentrovaných ložisek ledu, která se vyskytují především v teplejších, periodicky osvětlených oblastech.

Tvorba a uchovávání ledu na Měsíci
Led se mohl do měsíčního regolitu implantovat při dopadech komet a meteoritů, uvolnit se jako pára (plyn) z nitra Měsíce nebo vzniknout chemickou reakcí mezi vodíkem ve slunečním větru a kyslíkem v regolitu. PSR se obvykle vyskytují v topografických prohlubních v blízkosti měsíčních pólů. Vzhledem k nízkému úhlu dopadu slunečního záření tyto oblasti neviděly sluneční světlo po miliardy let, takže se zde trvale existuje extrémní chlad.

Předpokládá se, že molekuly ledu jsou opakovaně uvolňovány z regolitu meteority, kosmickým zářením nebo slunečním světlem a putují po povrchu Měsíce, dokud nedopadnou do PSR, kde jsou uvězněny extrémním chladem. Neustále chladný povrch PSR může molekuly ledu uchovat v blízkosti povrchu po dobu možná až miliard let, kdy se mohou nahromadit do ložiska, které je dostatečně bohaté na těžbu. Předpokládá se, že na povrchu, který je vystaven přímému slunečnímu záření, se led rychle ztrácí, což vylučuje jeho akumulaci.

Tým použil přístroj Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) k detekci známek ledových usazenin pomocí měření „epitermálních“ neutronů o střední energii. Konkrétně tým použil kolimovaný senzor pro epitermální neutrony (CSETN) LEND, který má pevné zorné pole o průměru 30 km. Neutrony jsou vytvářeny vysokoenergetickým galaktickým kosmickým zářením, které pochází ze silných událostí v hlubokém vesmíru, jako jsou explodující hvězdy. Toto záření dopadá na měsíční povrch, rozbíjí atomy regolitu a rozptyluje subatomární částice zvané neutrony.

Neutrony, které mohou pocházet z hloubky až 3,3 metru, si razí cestu regolitem a narážejí do jiných atomů. Některé z nich se dostanou do vesmíru, kde je může detekovat přístroj LEND. Protože vodík má přibližně stejnou hmotnost jako neutron, při srážce s vodíkem ztratí neutron relativně více energie než při srážce s většinou běžných prvků regolitu. Pokud je tedy vodík v regolitu přítomen, jeho koncentrace způsobuje odpovídající snížení pozorovaného počtu neutronů se střední energií.

Detekce neutronů a analýza koncentrace vodíku
„Předpokládali jsme, že pokud mají všechny PSR stejnou koncentraci vodíku, pak by CSETN měl proporcionálně detekovat jejich koncentrace vodíku jako funkci jejich ploch. Více vodíku by tedy mělo být pozorováno u PSR s větší rozlohou,“ řekl McClanahan.

Model byl vyvinut na základě teoretické studie, která ukázala, jak by podobně zesílené vodíkové PSR byly detekovány pomocí CSETN s pevným zorným polem. Korelace byla prokázána pomocí neutronových emisí z 502 PSR s plochami od 4 km2 do 1079 km2, které kontrastovaly s jejich okolními oblastmi méně obohacenými vodíkem. Korelace byla podle očekávání slabá u malých PSR, ale rostla směrem k PSR s větší rozlohou.

Zdroj: https://scitechdaily.com/nasas-lunar-reconnaissance-orbiter-reveals-extensive-ice-deposits-hidden-across-the-moon/

autor: František Martinek