Vizes hírek a Holdról
(Rovat: A Holdnál, Távoli világok kutatói - 2020.10.27 09:00.)

Bejárta a sajtót a SOFIA repülő infravörös obszervatóriummal tett felfedezés: víz van a Holdon, olyan helyen is, amelyet gyakran ér napsütés.

Korábban már több független kutatási eredmény mutatott arra, hogy az égitest pólusai közelében, olyan kráterek mélyén, ahová sohasem süt be a nap, megmaradhatott jég formájában a víz. A Nature Astronomy folyóiratban most publikált tanulmány szerint azonban nem csak ott, hanem akár a Hold rendszeresen megvilágított helyein is előfordulhatnak vízmolekulák.

Az illusztráció a Holdat, a regolitban megbújó vízmolekulákat, valamint az amerikai NASA és a német DLR repülő infravörös obszervatóriumát (SOFIA, Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) mutatja. (Kép: NASA / Daniel Rutter)

A SOFIA méréseinek célpontja a Clavius-kráter volt. Ez a Hold innenső (vagyis a Földről látható) oldalának második legnagyobb krátere, 58,4° déli szélességnél. A kutatók vízmolekulákra jellemző színképvonalakat kerestek és találtak a 6 µm-es hullámhossz környékén. Ennek alapján meg tudták becsülni, hogy 1 grammnyi felszíni holdanyagban 100–400 mikrogramm közötti mennyiségű víz található. Itt nem „nedves felületre” vagy vízcseppecskékre kell gondolni. Azt az adatokból nem lehet pontosan megállapítani, hogy milyen formában van jelen a víz a Clavius-kráterben, de a tanulmány szerzői szerint feltehetően főleg üvegszerű golyócskákba zárva, vagy a kőzetszemcsék közötti üregekben lehetnek ezek vízmolekulák, jól elszigetelve a mostoha holdfelszíni környezeti körülményektől.

Mielőtt túlságosan megindulna olvasóink fantáziája a valóban izgalmas felfedezéstől, érdemes megjegyezni, hogy a Földön a Szahara – amely nem arról híres, hogy ott a talaj felső rétege sok vizet tartalmazna – ennél mintegy százszor „nedvesebb” helynek számít. Ha tehát a majdani holdi telepesek számára a helyszínen vizet szeretnének kinyerni a regolitból, arra előbb a megfelelő technológiai megoldást is ki kell még dolgozni, és mindenképpen hatalmas mennyiségű anyagot kellene feldolgozni a cél érdekében. A lelkes sajtóközlemények tehát, amelyek a holdi űrhajósok számára „könnyen elérhető” vízforrásról szólnak, legalábbis túlzók.

Rövid videó a SOFIA holdi vízzel kapcsolatos felfedezéséről. A földi légkörben található, az megfigyeléseket zavaró vízmolekulák 99%-át maga alatt hagyó, egy átalakított Boeing-747-es repülőgépre telepített obszervatórium FORCAST (Faint Object infraRed CAmera for the SOFIA Telescope) műszerét használták a Clavius-kráter tanulmányozásához. (Forrás: NASA Ames)

A Nature Astronomy a témához kapcsolódó másik friss cikkében egy amerikai kutatócsoport arról ír, hogy a Hold felszínén összesen mintegy 40 ezer négyzetkilométeres (vagyis közel fél magyarországnyi) területen fordulhatnak elő kisebb „jégcsapdák”, vagyis olyan állandóan árnyékban maradó mélyedések, ahol az alacsony hőmérséklet lehetővé teheti a felszín alatt a vízjég fennmaradását. Elméleti modellek és a NASA Hold körül keringő Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) szondájának mérései alapján azt állítják, hogy az ilyen szétszórt, egyenként kis (1 cm-estől 1 km-esig terjedő) méretű régiókban összességében akár jelentős jégkészlet is fennmaradhat. Sokkal több ilyen hely van, mint a kiterjedt, árnyékos sarkvidéki kráterbelsők száma. A szóba jöhető területek 60%-a a Hold déli féltekéjére esik, illetve leginkább a 80°-nál magasabb szélességek kedvezőek a hidegcsapdák kialakulásához, ahol ha süt is a nap, a sugarak beesési szöge alacsony. A tanulmány azt sugallja, hogy a korábban gondoltnál nagyobb területen (persze szétszórva) előfordulhat kiaknázható vízkészlet a magasabb holdi szélességeken. Ez az előzőnél sokkal jobb hírnek tűnik a majdani holdbázisok tervezői számára – még ha a jég konkrét előfordulását egyelőre semmi nem bizonyítja. Annál is inkább, mert a sarkok közelében fekvő kráterek – hiába található bennük adott esetben számottevő mennyiségű jég – nem igazán alkalmasak egy állandó bázis létrehozására, hiszen nehezen hozzáférhetőek, és a kevés napfény is kedvezőtlen körülményeket teremt.

A lehetséges árnyékos hidegcsapdák a Holdon különböző méretskálákon fordulhatak elő. (a) Az LRO felvétele a déli pólusvidéken található Cabeus-kréterről, (b) a kínai Csang'e-3 szonda Jütu holdjárójának képe a leszállóhelye környékéről, és (c) az Apollo-14 űrhajó kamerájának közeli képe az érintetlen regolitról. (Kép: P.O. Hayne et al., Nature Astronomy)

A földi ellátástól független vízutánpótlás megoldása az egyik legalapvetőbb kérdés ahhoz, hogy az emberiség tartósan berendezkedhessen egy holdi kutatóbázison. Ezzel összefügg az oxigén-utánpótlás kérdése is, hiszen ha a víz rendelkezésre áll, akkor a molekulák bontásával, például napenergia felhasználásával már az oxigén előállítása sem jelenthet gondot. A NASA mindenesetre az új eredményeket biztatónak tartja az Artemis holdprogramja szempontjából – még akkor is, ha egyelőre igen keveset tudni arról, hogy ténylegesen mennyi víz, pontosan hol és milyen formában van jelen a Holdon, valamint hogy a gyakorlatban hogyan lehetne az esetleges készleteket kiaknázni értelmezhető mennyiségben. Egy biztos: van még mit kutatni. (Itt érdemes megemlíteni, hogy idén nyáron a budapesti Puli Space miniatűr „holdi vízszimatoló” műszerének ötletét egy pályázaton a NASA 30 ezer dolláros díjban részesítette.)