Hvordan vann på månen kan føre til leting av romfart

Kant av Shackleton -krateret nær månens sørpol

Kant av Shackleton -krater nær månens sørpol - et sted for is (Bildekreditt: NASA/GSFC/Arizona State University)





WOODLANDS, Texas - De enorme forekomster av vannis som sannsynligvis lurer på månens poler, kan tappes for å bidra til å anspore en bærekraftig økonomisk og industriell ekspansjon ut i verdensrommet, sier forskere.

Månepolene har et unikt miljø som kan ha vannis i permanent skyggelagte, superkolde kratere. NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) har vært foran og sentrert i sonderingen av disse stedene med radar - steder som Shackleton -krateret, en påvirkningsfunksjon som ligger ved månens sørpol.

Toppene langs Shackletons kant utsettes for nesten kontinuerlig sollys, mens interiøret for alltid er i skygge.



Kunstnerens gjengivelse av NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter over månens overflate, med Mini-RF-antennen festet til det månevendte panelet.

Kunstnerens gjengivelse av NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter over månens overflate, med Mini-RF-antennen festet til det månevendte panelet.(Bildekreditt: NASA/GSFC)

'Lenge var debatten det som foregikk i Shackleton,' sa Paul Spudis, seniorforsker ved Lunar and Planetary Institute i Houston. Han er et teammedlem i LROs Miniature Radio Frequency-prosjekt, eller forkortet Mini-RF. [Siste av månen fra NASA -sonde]



'Det vi fant ved å analysere refleksjonene til Shackleton var at det var i samsvar med is. Vi ser effektivt hva som er et radartransparent materiale som ser ut som is, sa Spudis til guesswhozoo.com her på den 43. Lunar and Planetary Science Conference i forrige uke.

Spudis sa at is sannsynligvis lurer inne i krateret.

'Jeg vet ikke hvor mye det er,' sa han. 'Det er ikke helt fylt med det på noen måte. Men Shackleton er et veldig interessant krater, nesten 4,5 kilometer dypt og 20 kilometer i diameter, eller omtrent 3 miles dypt og 12,5 miles bredt. 'Det er det dypeste krateret for det størrelsesområdet som jeg vet om på månen.'



Dette Mini-RF-bildet viser radarbilder av månens sørpol.

Dette Mini-RF-bildet viser radarbilder av månens sørpol.(Bildekreditt: NASA/APL/LPI)

Bevislinjer

I løpet av de siste årene har flere forskjellige bevislinjer svinget sammen for å hjelpe til med å få opp saken om vann på månen.

I 2009 kunngjorde for eksempel forskere at et NASA-instrument ombord på Indias Chandrayaan-1 romfartøy hadde funnet bevis på vannmolekyler på overflaten.

Videre fløy Chandrayaan-1s Moon Impact Probe (MIP) tilsynelatende gjennom en eksosfærisk vannsky under sondens 2008-stup i månens overflate, sa Spudis. MIP kan faktisk ha observert vann på vei til å konsentrere seg om månens 'kalde feller' - iskolde, permanent skyggelagte månekratere, la han til.

Spudis var hovedetterforsker på et Chandrayaan-1 radareksperiment som kartla månen fra 2008 til 2009. Denne radarbildet kartla polenes mørke områder og fant refleksjoner som diagnostiserte vannis i permanent skyggede kratere. [Galleri: Vår skiftende måne]

Så var det Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) -observasjoner i 2009 som oppdaget vanndamp og ispartikler som sparket opp etter at NASAs LCROSS -støtapparat knuste inn i månens Cabeus -krater.

Mini-RF, en syntetisk blenderradar ombord på NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter, avbildet et potensielt isrikt krater nær månens nordpol. Dette permanent skyggelagte krateret ligger på gulvet i det større, mer nedbrutte krateret Rozhdestvensky. Uten sollys for å varme kratergulvet og veggene, kan is brakt til månen av kometer eller dannet gjennom interaksjoner med solvinden potensielt samle seg her.

Mini-RF, en syntetisk blenderradar ombord på NASAs Lunar Reconnaissance Orbiter, avbildet et potensielt isrikt krater nær månens nordpol. Dette permanent skyggelagte krateret ligger på gulvet i det større, mer nedbrutte krateret Rozhdestvensky. Uten sollys for å varme kratergulvet og veggene, kan is brakt til månen av kometer eller dannet gjennom interaksjoner med solvinden potensielt samle seg her.(Bildekreditt: NASA/APL/LPI)

Romfartsinfrastruktur

På månens nordpol sa Spudis at et minimumsestimat for mengden is som ligger der-som hentet fra Mini-RF-data alene-er 600 millioner tonn.

'Hvis du konverterer det til flytende hydrogen og flytende oksygen til å skyte opp en rakett ... det tilsvarer en romfartslansering hver dag i 2200 år,' sa Spudis. 'Og det er akkurat det vi kan se. Jeg tror det faktiske beløpet er minst en størrelsesorden større enn det. Så det er rikelig med vann. Vannet er der. Vi kan bruke den til å faktisk starte opp romfartsinfrastruktur. Det er den virkelige betydningen. '

Paul Spudis - om saken for vannis på månen.

Paul Spudis - om saken for vannis på månen.(Bildekreditt: Paul Spudis)

Jordens måne inneholder materialet og energiressursene som trengs for å lage et permanent, gjenbrukbart og utvidbart romtransportsystem, la Spudis til.

De siste hintene fra NASAs Messenger -romfartøy av is i områder med permanent skygge på solbakt kvikksølv, hjelper til med å støtte den frosne måneteorien.

'For Merkur gjentar tilstedeværelsen av is ved disse polene prosessene som kan samle seg og fjerne vann i permanent mørke områder,' sa Spudis. 'Det snakker ikke til månen i seg selv, men det gir troverdighet til ideen om at vi tolker månedataene riktig.'

Kaldfellekasse

For ytterligere å bygge 'kaldfelle'-saken for is på månen, har LROs Mini-RF-team inngått et samarbeid med det radarstrålende radioteleskopet Arecibo i Puerto Rico.

Mens LROs Mini-RF-sender har mislyktes, kan maskinvaren fortsatt motta signaler. I testbilder i fjor og en nylig datainnsamling, badet Arecibo månen i radarstråler. Mini-RF-utstyret lyttet til de sendte pulser som reflekteres fra månens overflate for å bygge opp en bildestripe.

Teknikken kalles bistatisk radarobservasjon. Dataene blir analysert av spesialister ved Sandia National Laboratories, et amerikansk energidepartement i New Mexico.

Spudis sa at med tanke på klarsignal og finansiering for et utvidet LRO-oppdrag, kan det gjøres en kampanje med bistatiske datainnsamlinger.

I følge Ben Bussey, seniorforsker ved Applied Physics Laboratory i Laurel, Md., Kan Mini-RF-teamet anskaffe bistatiske radarmålinger som vil teste hypotesen om at områder som er i skyggen nær månestolene permanent inneholder vannis.

I tillegg kan disse målingene brukes til studier av sammensetning og struktur av pyroklastiske forekomster, påvirkningsejecta og smelter, og måneregolitten, forklarte Bussey og hans medforskere på møtet i forrige uke.

Disse dataene vil gi et unikt nytt bevis for å avgjøre om månens polkrater inneholder is, påpekte Bussey og kolleger. Det som har blitt demonstrert til dags dato, sa de, er en helt ny instrumentmodus, i stand til spennende og ganske annerledes vitenskap.

Dette har ikke blitt gjort før for andre planeter, og vil gi informasjon om polaris, ruhet på månens overflate og andre egenskaper, rapporterte Bussey og hans lagkamerater.

Leonard David har rapportert om romfartsindustrien i mer enn fem tiår. Han er en vinner av fjorårets National Space Club Press Award og tidligere sjefredaktør for National Space Society's Ad Astra og Space World magasiner. Han har skrevet for guesswhozoo.com siden 1999.