Megtalálták a vízjeget a Hold sarkvidékén

A NASA péntek estei sajtótájékoztatóján bejelentették, hogy az amerikai űreszközök október 9-ei becsapódásai során kirobbant anyagfelhőben sikeresen azonosítottak vízmolekulákat. Ez igazolja, hogy a holdi sarkvidéken vízjég van, ami a tervezett emberes expedícióknak is újabb lendületet adhat.

A VLC kamera felvétele közel 770 kilométer távolságból a sarki kráterekről, közöttük a Cabeusról, amelynek aljzatán a becsapódás történt (NASA)

A NASA november 13-án, magyar idő szerint pénteken este sajtótájékoztatót tartott az LCROSS program eddigi eredményeiről. Mint arról részletesen beszámoltunk, az LRO-űrszondával együtt indult LCROSS rendszer két egysége, a Centaur hordozórakéta utolsó fokozata és az azt követő SSC jelű műhold négy perc különbséggel a Holdba csapódott 2009. október 9-én. A cél annak megállapítása volt, hogy van-e vízjég a hideg sarkvidéki kráterek aljzatán.

A becsapódás nyomán kirepült anyag felhőjét sok megfigyelő várta, azonban annak nyoma sem mutatkozott. A képződmény ugyanis kisebb és kevésbé látványos volt, mint azt feltételezték. Az alábbi kép közel 15 másodperccel az első robbanás után, 600 kilométer magasan a felszín felett készült. A képen középen látható diffúz folt a 6-8 kilométer átmérőjű felhő.

A VLC jelű optikai kamera elsőként közölt felvétele a kidobott felhőről (NASA)

A felvétel újabb, javított változata (NASA)

Új eredmények

A NASA a november 13-ai sajtótájékoztatóján bejelentette a mérések eddigi eredményeit. A bemutatott újabb felvételeken az apró kráter valamivel jobban kivehető volt, mint az elsőként közölt képeken. A becsapódásnyom mellett a kidobott törmeléktakaró jelei is azonosíthatók voltak.

Még érdekesebb eredményt adtak a színképi mérések. A spektrumokban az 1,35 és 1,50 mikrométer, valamint az 1,8 és 1,95 mikrométer közötti tartományban mutatkozó elnyelés jól illeszkedett a felhőben várható H₂O nyomához. A vizuális és ultraibolya hullámhosszakon üzemelő spektrométerrel OH (hidroxil) molekulák sugárzását is azonosították, amelyek emissziója (kibocsátása) a becsapódás után 2-3 percen keresztül volt megfigyelhető.

A kirobbant törmelékfelhőben  lévő H₂O molekulák a Nap ultraibolya sugárzásától felbomlottak, az így keletkezett OH gyökök emisszióját is sikerült azonosítani. A két független megfigyelés alapján tehát kimondható: volt vízjég a becsapódás sarkvidéki területén.

Nehezebb feladat a kirobbant mennyiség megbecslése. A detektorok látómezejébe nagyságrendileg 100 kilogramm H₂O, illetve annak bomlásterméke kerülhetett. Ebből egyelőre nem sikerült megbecsülni, hogy a felszínen milyen koncentrációban volt a kérdéses anyag. De mennyisége feltehetőleg nem elhanyagolható a teljes sarkvidéken, hiszen a becsapódás csak egy kisebb területről, a felszínhez közeli anyag egy részét repítette ki.

Az infravörös spektrométer által rögzített színkép, ahol a kis pálcikák a mérési értékeket, a vörös vonal pedig a referencia-spektrumot jelzi. A két függőleges sárga sáv mutatja a H₂O elnyelési hullámhosszait (NASA)

Hogyan kerültek a vízmolekulák a sarkvidékre?

A sarkvidéki jég eredetére eddig két lehetőség merült fel. Mind arról korábban részletesen beszámoltunk, három egymástól független űrszondás mérés alapján sikerült igazolni, hogy a Hold felszínén kis koncentrációban sok helyen előfordulnak H₂O molekulák. Ezek a napszélben érkező hidrogén-atommagok (protonok) és a felszíni anyagból kiszabadult oxigén összekapcsolódásával jönnek létre.

Az így keletkezett és az ásványi felületekhez tapadt vízmolekulák gyakorisága a sarkvidéki területek irányában növekszik. Egyelőre nem tudni, hogy ez a forrás a poláris régióban feltételezett nagyobb jégkészlet kialakításában is közreműködött-e. Ha a felszínen például a porszemcsékhez tapadva avagy azoktól függetlenül is vándorolhat a H₂O, és a pólusokon felhalmozódhat, akkor hosszú idő alatt jelentősebb készlet is létrejöhet belőle.

A másik lehetőség, hogy a becsapódó üstökösmagok jéganyaga a fent említetthez hasonló módon szintén lerakódhat és megmaradhat a hideg sarkvidéki kráterekben. Ez a folyamat feltehetőleg nagyobb mennyiségű vízjeget képes a Holdon felhalmozni, de pontos lezajlása még nem ismert.

Mire jó a holdi vízjég?

A Hold poláris krátereiben lévő jég több okból is fontos. Egyrészt tudományos szempontból érdekes, múltbeli folyamatok nyomait őrizheti, mert feltehetőleg igen idős lehet. Másrészt a Hold felderítését, az emberes holdutazás esélyeit és lehetőségeit is befolyásolja. Egy jövőbeli holdbázison a jég nemcsak ivóvízként hasznosítható, de szétbontásával az oxigén légzésre, valamint a hidrogénnel együtt üzemanyagként elégetve is felhasználható.

A sikeres megfigyelés éppen jókor jött a NASA-nak, ugyanis az elmúlt időszakban felmerült, hogy a finanszírozási problémák miatt meghiúsulhat a visszatérés a Holdra. Mint arról korábbi cikkünkben beszámoltunk, az amerikai űrkutatás komoly választópont előtt áll - a mostani bejelentés is befolyásolhatja a további időszakban hozott döntéseket.

Emberes holdbázis a sarkvidéken

A NASA tervei szerint az emberes marsutazás felé vezető fontos lépés lenne egy állandóan vagy időszakosan lakott holdbázis létesítése égi kísérőnkön 2020 környékén. Ennek megvalósítása sok olyan technológia kifejlesztését igényli, amelyek később segítenének a vörös bolygó meghódításában. A holdbázis sarkvidéki helyzetének kedvez, hogy az itt található kiemelkedések és a rajtuk elhelyezett napelemek folyamatosan kapnak napfényt, ugyanakkor a mélyedések állandó sötétségben vannak.

Fantáziarajz a tervezett holdbázisról (NASA)