Vand på Månen
Der er vand på Månen.
Det slår NASA nu fast med hidtil uhørt sikkerhed i to videnskabelige artikler, der netop er offentliggjort i Nature Astronomy.
Dermed har fremtidige astronauter både fundet en sikker kilde til vand på Månens overflade og udpeget de potentielt mest optimale byggegrunde for en månebase.
Reflekteret sollys afslører vandmolekyler på Månen
NASA-forskerne har undersøgt Månen med det flyvende SOFIA-teleskop.
Fra sin placering i en Boeing 747 flyver teleskopet hen over 99 procent af atmosfærens vanddamp og kan derfor observere den infrarøde varmestråling fra forskellige himmellegemer.
SOFIA kan opdateres og justeres, hver gang flyet lander.
Flyvende teleskop har studeret Månen
Bag den nye opdagelse står det flyvende teleskop Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA.
Teleskopet sidder i en Boeing 747-jumbojet, der er blevet kraftigt forstærket i bagkroppen, så skroget ikke knækker, når astronomer i 13.700 meters højde åbner en fire kvadratmeter stor skydedør i siden.
Fra sin marchhøjde har det store teleskop frit udsyn til rummets infrarøde varmestråling, som ikke kan ses fra Jorden, fordi atmosfærens vanddamp absorberer strålingen.
Mange af rummets himmellegemer udsender stort set al deres energi som infrarød stråling, og teleskoper som SOFIA er ofte den eneste måde at observere dem på.
SOFIA kan vha. et indbygget spektrometer med enormt høj opløsning opfange signaturen fra forskellige molekyler i fx en stjernetåge eller planets atmosfære.
Instrumenterne har tidligere fundet spor efter vanddamp i Mars’ atmosfære og Universets første molekyle.
SOFIA er udstyret med et spektrometer, der kan stille skarpt på ekstremt specifikke bølgelængder i det infrarøde spektrum.
Med instrumentet har SOFIA undersøgt infrarød stråling fra sollyset, der er blevet reflekteret på Månens overflade. Her optager forskellige molekyler forskellige bølgelængder i strålingen, før den reflekteres.
Takket være spektrometerets høje opløsning slår astronomerne nu fast, at det reflekterede lys afgiver en særlig signatur i en del af spektret omkring 6 mikrometer – og det kan kun skyldes ét molekyle: H2O.
Tidligere undersøgelser har også fundet lignende beviser på vand, men ved ca. 3 mikrometer, hvor afvigelsen teoretisk set også kunne skyldes en såkaldt hydroxylforbindelse. Den tvivl er nu udryddet.
100-400 pr. million partikler menes at være vand.
Fælder holder på Månens vand
Vandet kan overleve på Månen i særlige huller, de såkaldte cold traps, der pga. placeringer tæt ved polerne er i permanent skygge.
Her mener astronomer, at skyggen fanger vandet som is og beskytter den mod fx varme og den heftige stråling, som Solen, grundet den manglende atmosfære, bombarderer Månen med.
En spektroskopisk undersøgelse af Månen afslørede kratere af vandis (røde prikker) ved polerne.
Med billeder fra rumsonden Lunar Reconnaissance Orbiter har astronomerne undersøgt omfanget af cold traps fra 1 kilometer ned til 1 centimeter i diameter.
Og ifølge deres analyser er omkring 40.000 kvadratkilometer af Månen – svarende til 0,1 procent – dækket af potentielt vandholdige cold traps ved begge poler.
Vand gør Månen til tankstation
Resultaterne fra de to nye undersøgelser viser, at vand enten opstår eller lander på Månen gennem naturlige processer.
Uanset ophav giver det fremtidens astronauter et bedre bud på, hvor, de skal lede efter vand, og det er altafgørende i forhold til kommende missioner.
De rige mængder vand kan ikke alene forsyne beboerne i en månebase med vand og ilt til luft, men kan også bruges til at fremstille store mængder raketbrændstof i form af ilt og brint.
Månebasen bliver selvforsynende
Forskerne er begyndt at planlægge fremtidens permanente månebase, som skal være selvforsynende med vand, ilt og mad og på sigt foretage minedrift og produktion af raketbrændstof til ekspeditioner længere ud i Solsystemet.
Solpaneler leverer energi
Solceller skaber om dagen strøm til habitater, mineudstyr og brændstoffabrikker. Om natten dækkes energibehovet af brændselsceller, der omdanner ilt og brint til vand.
Rovere forvandler is til vand
Isen på Månens overflade ligger især på bunden af dybe og kolde kratere. Vandet kan udvindes med minerovere, der fordamper isen og opsamler vanddampen i beholdere.
Drivhuse producerer mad
Fødevarer som grønkål, kartofler og tomater dyrkes i overdækkede drivhuse, hvor planternes rødder er badet i næringsrigt vand, og lyset kommer fra LED-lamper.
Habitater beskytter mod stråling
Månen har intet skjold mod stråling og meteorer. Et oppusteligt skelet til boliger og arbejdspladser medbringes fra Jorden og dækkes med tage af lokalt 3D-printede mursten.
Månestøv giver ilt og metaller
Månestøv indeholder ilt, der er bundet til metaloxider. Ilten kan frigives ved hjælp af høj varme og en reaktion med brint. Som en sidegevinst får måneboere også metaller.