Схематичне зображення високошвидкісних іонів водню, введених із поверхні Сонця на поверхню Місяця та збагачених на поверхні частинок місячного ґрунту Авторство: група професора Лінь Янгтіна
Останнім часом велика увага приділяється кількості, розподілу та походженню поверхневої води Місяця через її життєво важливу роль у майбутньому дослідженні космосу.
Дослідницька група, що складається з членів Національного центру космічної науки та Інституту геології та геофізики, які є частиною Академії наук Китаю, виявила, що зернисті краї зразків ґрунту, зібраних місією Chang'e-5, мають високий рівень водню та низьке співвідношення дейтерію до водню, що узгоджується з теорією про те, що місячна вода походить від сонячного вітру.
Висновки були опубліковані в Праці Національної академії наук.
Дослідники провели моделювання збереження водню в місячних грунтах при різних температурах. Вони виявили, що вода, що походить із ПВ, може добре зберігатися в середніх і високих широтах місячної поверхні. «Полярні місячні ґрунти можуть містити більше води, ніж зразки Chang'e-5», — сказав професор Лінь Янтін з IGG, відповідний автор дослідження.
Попередні дослідження довели, що вода (OH/H2O) на поверхні Місяця змінюється залежно від широти та часу доби (до 200 ppm). Така очевидна зміна означає швидку швидкість десорбції з місячної поверхні.
На відміну від шести місій «Аполлон» і трьох місій «Луна», які приземлилися на низьких широтах (8.97° пд. ш. — 26.13° пн. ш.), місія «Чан'е-5» повернула зразки ґрунту з місця на середній широті (43.06° пн. ш.). Крім того, зразки Chang'e-5 були зібрані з наймолодших відомих місячних базальтів (2.0 млрд років тому) і найсухішого базальтового фундаменту. Таким чином, зразки Chang'e-5 є ключовими для вирішення просторово-часового розподілу та утримання води, отриманої від SW, у місячному реголіті.
На 17 зернах місячного ґрунту, повернутих місією Chang'e-5, дослідники виміряли NanoSIMS глибинний профіль вмісту водню та розрахували співвідношення дейтерій/водень.
Результати показали, що більшість ободів зерна (верхній ~100 нм) демонструють високі концентрації водню (1,116-2,516 ppm) з надзвичайно низькими значеннями δD (від -908‰ до -992‰), що вказує на SW походження. На основі розподілу зерен місячного ґрунту за розміром і вмісту водню в ньому було оцінено, що об’ємний вміст води, отриманий від СВ, становить 46 ppm для місячного ґрунту Chang'e-5, що відповідає результатам дистанційного зондування.
Експерименти з нагріванням підмножини зерен показали, що водень, імплантований SW, може зберігатися після поховання. Використовуючи цю інформацію разом із попередніми даними, дослідники створили модель динамічної рівноваги між імплантацією та виділенням SW-водню в зернах ґрунту на Місяці, виявивши, що температура (широта) відіграє ключову роль в імплантації та міграції водню. в місячних грунтах.
Використовуючи цю модель, вони передбачили ще більшу кількість водню в каймах зерен у полярних областях Місяця. «Це відкриття має велике значення для майбутнього використання водних ресурсів на Місяці», — сказав професор Лін. «Крім того, завдяки сортуванню частинок і нагріванню відносно легко використовувати воду, що міститься в місячному ґрунті».
Довідка: «Висока кількість води, отриманої сонячним вітром, у місячних грунтах із середньої широти» Юйчен Сюй, Хенг-Ці Тянь, Чі Чжан, Марк Чаусідон, Янтін Лін, Цзялонг Хао, Жуйін Лі, Лісінь Гу, Вей Ян, Ліїн Хуан, Цзюнь Ду, Ячжоу Ян, Ян Лю, Хуайю Хе, Юнляо Цзоу, Сяньхуа Лі та Фуюань Ву, 12 грудня 2022 р. Праці Національної академії наук.
DOI: 10.1073 / pnas.2214395119
