Výraz „měsíční moře“ sice zůstává nadále podivnou astronomickou nadsázkou, přesto se zdá jisté, že Měsíc je mnohem vlhčím tělesem, než se laici i odborníci domnívali. Naznačují to měření několika automatických družic, které studovaly naší oběžnici. Jejich výsledky zveřejnil minulý týden časopis Science. Navíc se podle nich zdá velmi pravděpodobné, že voda na Měsíci neustále vzniká. Teoreticky by mohla tato obnovující se zásobárna sloužit budoucím lidským stanicím jako zdroj kyslíku či například raketového paliva.
Indové na Měsíci Titul objevitele lunární vody je třeba připsat unikátnímu spojení nováčka vesmírného výzkumu s velmocí. Své síly totiž spojily indická sonda Chandrayaan1 a americký přístroj M3(Moon Mineralogy Mapper) na její palubě.
K tomuto nepravděpodobnému sňatku patrně došlo v důsledku Georgem Bushem mladším vyhlášenému programu návratu na Měsíc. „Američanům se nabídla možnost poslat své přístroje k Měsíci a Indové rádi sáhli po příležitosti spolupracovat na provozu špičkových zařízení,“ říká Antonín Vítek z Akademie věd ČR.
Nakonec lépe zafungovala americká část programu než indická. 29. srpna tohoto roku totiž vedení letu nečekaně ztratilo s Chandrayaan1 spojení. To bylo před polovinou plánovaného dvouletého zkoumání Měsíce.
Ovšem již v té době přístroj M3 nasbíral dost údajů, aby překvapil vedoucí letu. Zaznamenal na povrchu Měsíce charakteristické stopy látky s vodíkovo-kyslíkovou vazbou, jako je v H2O. „Měsíce jsme hledali jiná možná vysvětlení měření, nechtěli jsme totiž věřit, že by na povrchu Měsíce mohlo něco takového být,“ řekl časopisu New Scientist Carle Pieters z Brownovy univerzity.
Vědci nakonec hledali pomoc i u starších údajů: u měření sond Deep Impact a Cassini (z roku 1999!), které prolétaly kolem Měsíce a na své palubě nesly podobné přístroje. „Ale nikdo v nich nehledal stopy vody na měsíčním povrchu,“ říká Antonín Vítek. „A oddělit tyto údaje od ostatních není tak jednoduché.“ Starší měření však výsledky z M3 potvrdila. Vědci je pak uveřejnili najednou, ovšem ve třech různých pracích, pod kterými jsou podepsáni badatelé z jednotlivých letů.
Všechny mají jedno společné: nejsou zcela průkazné. Kdybychom v tuto chvíli na Měsíc vyslali lidskou posádku, ta by stále neměla jistotu, že nezemře žízní. Nové údaje nepřináší absolutní jistotu. Jsou pouze nepřímé a tvoří je analýza světla odraženého od měsíčního povrchu. V něm hned třem sondám chybí část odraženého infračerveného světla (v rozsahu frekvencí 2,8 až 3 mikrometry). V tomto rozsahu pohlcuje záření ve zvýšené míře chemická vazba mezi atomy vodíku a kyslíku. Ta se však nevyskytuje jenom ve vodě. „Nejjednodušší látka, která obsahuje tuto vazbu, je hydroxyl, který nalezneme v zásaditých minerálech,“ vysvětluje Antonín Vítek.
Za ideálních okolností by bylo možné obě látky (vodu a hydroxyl) na základě spektrografických měření od sebe odlišit. Ale na Měsíci se „podezřelá látka“ nachází na povrchu minerálů. To poněkud mění její absorpci infračerveného záření (navíc u každého možného minerálu jinou), a tak nelze obě látky od sebe spolehlivě odlišit.
Zredukovaný prach Vědci se domnívají, že alespoň část detekované látky je skutečně voda. A také se domnívají, že patrně pochází – byť nepřímo – ze Slunce. Měření totiž ukázala, že množství vody (či hydroxylu) se mění v cyklu měsíčního dne a noci (který trvá celkem 28 dní). Látka se tedy nějakým způsobem průběžně doplňuje.
Doplňovačem by měl podle nejpravděpodobnější hypotézy být proud částic ze Slunce, takzvaný „sluneční vítr“. Ten obsahuje velké množství vodíkových atomů. Ty mohou reagovat s oxidy železa v měsíčním prachu. „Rozkládají tyto sloučeniny na samotné železo a slučují se s uvolněným kyslíkem na hydroxyl nebo vodu,“ popisuje Antonín Vítek.
Voda je velmi těkavá látka a ve vakuu se rychle odpařuje. Na Měsíci tak její množství kolísá. Když jsou podmínky pro její udržení na povrchu nejméně příznivé – během slunečního dne, kdy je povrch osvětlen a prudce se zahřívá –, její množství klesá. Nejdéle se udržuje v oblasti kolem pólů.
A to otevírá další velmi lákavé možnosti. Už více než deset let se totiž často spekuluje o tom, že v trvale zastíněných oblastech, tedy v kráterech v oblasti pólů, by se mohla voda vyskytovat ve větším množství. „Lze si představit, že se voda vznikající v měsíčním prachu v zastíněných místech shromažďuje a kondenzuje,“ říká Antonín Vítek.
V tuto chvíli jde ovšem o velmi málo prozkoumanou oblast měsíčního povrchu. Například i proto, že z trvale zatemněných kráterů se neodráží žádné světlo – a tak nelze provést spektrografickou analýzu, která odhalila vodu na měsíčním povrchu.
Více světla do poznání tmavých oblastí Měsíce by mohl vnést s novými objevy více než kdy předtím očekávaný experiment LCROSS naplánovaný na 9. října tohoto roku. V jeho rámci dopadne poslední stupeň rakety Atlas 5 do zastíněného kráteru v oblasti jižního pólu. Uvolněné teplo by mohlo vést k uvolnění materiálu z povrchu i oblasti těsně pod ním. Spektrografická měření by pak měla odhalit, jestli byla na místě voda a v jakém množství.
Pro pár sklenic...
Nově objevené povrchové „zásoby“ vody na Měsíci totiž nenabízí zrovna hojné množství této vzácné tekutiny. Tvoří 0,3 procenta hmotnosti měsíčního prachu. A to ale jenom z jeden či dva milimetry silné prachové vrstvy u samého povrchu. Z plochy o velikosti baseballového hřiště (přes 2000 metrů čtverečních) by se tak dala ideálně načepovat „větší sklenice vody“, přibližuje situaci Carle Pieters z Brownovy univerzity v americkém Providence. Na Měsíci samozřejmě sklenice vody není k zahození, zvlášť když se vytváří průběžně. „Budoucí měsíční stanice by ji mohly využívat nejen k výrobě kyslíku, ale i raketového paliva,“ říká Antonín Vítek. Ale zásobárny v oblasti pólů by mohly být mnohem bohatší. Jejich využívání by mělo být mnohem jednodušší.
***
Budoucí měsíční stanice by mohly vodu využívat k výrobě kyslíku i raketového paliva, domnívají se odborníci
Obrázek
Namočený Měsíc
První sondou, která objevila stopy vody na povrchu Měsíce, byla indická Chandrayaan-1 vypuštěná v říjnu minulého roku. Detekoval ji spektrometr M3
Chandrayaan-1
7 radar s úzkým efektivním paprskem
8 hyperspektrální skener
1 sonda, která již dopadla na povrch Měsíce 2 senzor pro určování polohy hvězd 3 laserový dálkoměr 4 kamera pro mapování povrchu 5 spektrometr M3 6 rentgenový zdroj
9 rentgenový spektrometr
Spektrometr M3 M3 zachytil stopy vody nebo hydroxylu (sloučeniny vodíku kyslíku), které reagují s horninami a prachem na měsíčním povrchu
Odraz infračerveného záření v oblasti měsíčního kráteru na odvrácené straně Měsíce
Sluneční světlo odrážené povrchem Měsíce
Stopy vody/hydroxylu se našly například v oblasti Goldschmidtova kráteru, v oblasti, která je bohatá na živce
Na přítomnost vody či hydroxylu ukazuje absorpce infračerveného záření povrchem Měsíce
Modře jsou vyznačeny oblasti s možným výskytem vody, červeně oblasti, kde jde spíše o hydroxyl
Během noci se povrch ochladí a znovu se vytvoří sloučeniny vodíku
Teorie měsíčního vodního cyklu Sluneční vítr přináší vodíkové ionty
Redukcí oxidů vznikají ze slunečního větru voda či hydroxyl
V poledne měsíčního dne se díky slunečnímu svitu voda či hydroxyl odpaří
Teorie předpokládá, že během některých fází lunárního dne se „zavlaží“ celý povrch Měsíce
Místa pravděpodobného výskytu vody vložená do snímku odrazu infračerveného záření v dané oblasti
Teplota na povrchu Měsíce v průběhu dne
Nechladnější místo ve sluneční soustavě Nejvhodnějším místem pro výskyt vody na Měsíci jsou stinné krátery kolem pólů. I proto, že v současnosti jde o nejchladnější známé místo na povrchu jakéhokoliv velkého tělesa sluneční soustavy. Podle měření sondy LRO se ve věčně stinných kráterech kolem jižního pólu Měsíce teplota nevyšplhá výš než 30 Kelvinů (-230 °Celsia). Dosavadní rekordman Pluto měl v roce 2006 teplotu o 10 Kelvinů vyšší.
Teplota na povrchu Měsíce v průběhu noci
