Астрономія
Астрономія

Китайський апарат відшукав воду на Місяці. На неї вказало фото каменя

Китайський апарат «Чан'е-5» окрім як повернути на Землю кілька кілограмів місячного ґрунту, приніс ще знімки зі своєї панорамної камери PCAM. І за ними планетологи відшукали світлий камінь з ямковою поверхнею, відбивальна здатність якого дала змогу оцінити кількість води у реголіті в 180 частин на мільйон. Це більше, ніж міг би принести сонячний вітер, тому вчені розраховують на додаткове джерело з надр Місяця. Робота опублікована у Science Advances.

Chinese Academy of Sciences

Chinese Academy of Sciences

Що Китай робив на Місяці?

Космічний апарат «Чан'е-5» став третім для Китаю візитом на Місяць, у рамках якого на місячну поверхню спустилися посадковий та підйомний модулі, поки на орбіті нашого супутника лишилися орбітальний апарат і модуль повернення. Перша пара опустилася на поверхню Місяця 1 грудня поблизу гори Рюмкера на півночі місячного Океану Бур. Вже 17 грудня до модуля повернення на орбіті тимчасово під'єднався підйомний модуль з поверхні супутника, щоб потім привезти на Землю два кілограми місячного ґрунту. Це перша місія з поверненням зразків з Місяця після радянської місії «Місяць-24» у 1976 році.

Тим часом в Океані Бур залишився посадковий модуль «Чан'е-5». Місце його посадки — величезна місцевість на Місяці, базальтова рівнина, яка вважається дуже молодою з огляду на невелику кількість кратерів. Нещодавно аналіз привезеного звідти ґрунту показав, що зразки виявилися набагато молодшими, ніж очікувалося — їхній вік оцінили в 1,97 мільярда років. І тепер з'явилися результати аналізу вчених Китайської академії наук поверхні місця посадки, яку апарат оцінив за допомогою своєї панорамної камери PCAM, спектрометра LMS і радара. У дослідженні також взяли участь дослідники Гавайського університету в Маноа, Шанхайського інституту технічної фізики та Нанкінського університету.

За чим спостерігав посадковий модуль?

За допомогою спектрометра вчені отримали спектри відбиття порід, що дало змогу оцінити мінеральний склад і загальний вміст води у місці відбору проб і посадки. Під водою вчені розуміють гідроксил або власне H2O. Судячи з отриманих фотографій, місцевість навколо «Чан'е-5» покрита темним реголітом, на якому зрідка зустрічаються невеликі, не більше 50 сантиметрів, уламки більш світлих порід. І один з таких, який назвали CE5-Rock, продемонстрував набагато сильніше поглинання у видимій та інфрачервоній областях спектра, що потенційно вказує на вищий вміст води у породі.

За цими даними планетологи отримали значення ефективної товщини поглинання однією частинкою (effective single-particle absorption thickness, ESPAT). Воно за довжини хвилі у 2,85 мікрометра покаже повний вміст води на поверхні. У підсумку отримані дані про вміст води показали: поблизу посадки «Чан'е-5» її кількість варіюється від майже непомітних для приладів 30 частинок на мільйон до приблизно 120.

Втім, такі значення можна пояснити сонячним вітром, який вважається основним джерелом води на Місяці, а також пошкодженням цього шару реголіту за приземлення «Чан'е-5» чи процесом відбору проб. А от дані про вміст води у знайденому на знімках камені CE5-Rock виявилися інакшими — за ними можна припустити, що у Місяця є й інші джерела води, окрім як сонячний вітер.

Знайдений на місці проб CE5-Rock / LIN Honglei

Знайдений на місці проб CE5-Rock / LIN Honglei

Що не так з брилою?

Спектральні характеристики CE5-Rock припускають, що до місця посадки «Чан'е-5» він потрапив з іншого місячного регіону. Його мінеральний склад породи відрізняється від складу реголіту навколо, а більша кількість плагіоклазу і менша ільменіту пояснює світліший колір. Вчені вважають, що такий склад вказує, що CE5-Rock міг бути викинутий з-під навколишнього старого базальту з низьким вмістом титану. Тим більше, що кілька нових кратерів біля місця посадки «Чан'е-5» доволі великі, щоб пробити базальтовий шар.

Отвори у CE5-Rock свідчать про його дегазацію, а результати моделювання показують, що поверхня CE5-Rock має дрібнозернисту текстуру, яка також часто зустрічається у зразках, привезених американськими «аполлонами». Якщо так, то розмір частинок у ньому можна оцінити від 60 до 80 мікрометрів, що дає змогу оцінити вміст води у 180 частинок на мільйон або 180 грам води на тонну. Це набагато вище, ніж у реголіті навколо, тож виявлена ​​в CE5-Rock «надлишкова» вода може походити з додаткових джерел у надрах Місяця. Наприклад, багате водою джерело магми, з якого утворився CE5-Rock.

Вчені вважають, що якби розмір частинок у знайденому камені був еквівалентний розміру таких у реголіті навколо, то оцінка вмісту води була б нижчою, однак і параметри CE5-Rock були б іншими. Таким чином, дослідники припускають, що CE5-Rock містить більше води, аніж інші матеріали, виявлені на ділянці. Вони планують розробити нові моделі для оцінки вмісту води у зразках гірських порід, щоб визначити, чи існує саме внутрішньомісячна вода у CE5-Rock.

Більше про роль Китаю у дослідженнях Місяця ми розповідали у нашому матеріалі «Більше не Піднебесна». Поки вони випереджають NASA, яке відклало політ астронавтів до Місяця ще на рік, до 2025, через судові позови щодо розробки місячного посадкового модуля.


Фото в анонсі: Chinese Academy of Sciences