Китайський апарат знайшов воду на Місяці

12:23 12 січня Київ, Україна

Китайський апарат «Чаньє-5», крім того, як повернути на Землю кілька кілограмів місячного ґрунту, приніс ще знімки зі своєї панорамної камери PCAM. І за ними планетологи знайшли світлий камінь з ямковою поверхнею, що відображає здатність оцінити кількість води в 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.

Що Китай робив на Місяці?

Космічний апарат Чаньє-5 став третім для Китаю візитом на Місяць, в рамках якого на місячну поверхню спустилися посадочні та підйомні модулі, поки на орбіті нашого супутника залишилися орбітальний апарат та модуль повернення. Перша пара опустилася на поверхню Місяця 1 грудня біля гори Рюмкер на півночі місячного Океану Бур. Вже 17 грудня до модуля повернення на орбіті тимчасово підключився підйомний модуль із поверхні супутника, щоб потім привезти на Землю два кілограми місячного ґрунту. Це перша місія з поверненням зразків із Місяця після радянської місії «Місяць-24» у 1976 році.

Тим часом в Океані Бур залишився посадковий модуль «Чаньє-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 у 1,97 мільярда років. І тепер з'явилися результати аналізу вчених Китайської академії наук на поверхні місця посадки, яку апарат оцінив за допомогою своєї панорамної камери PCAM, спектрометра LMS та радару. У дослідженні 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 відображення порід, що дало змогу оцінити мінеральний склад та загальний вміст води у місці відбору проб та посадки. Під водою вчені розуміють гідроксил або власне H2O. Судячи з отриманих фотографій, місцевість навколо «Чаньє-5» покрита темним реголітом, на якому рідко зустрічаються невеликі, не більше 50 сантиметрів, уламки світліших порід. І один із таких, який назвали CE5-Rock, продемонстрував набагато сильніше поглинання у видимій та інфрачервоній областях спектру, що потенційно вказує на більш високий вміст води у породі.

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

Втім, такі значення можна пояснити сонячним вітром, який вважається основним джерелом води на Місяці, а також пошкодженням цього шару реголіту під час приземлення «Чаньє-5» або відбору проб. А ось дані про вміст води в знайденому на знімках камені CE5-Rock виявилися по-іншому - за ними можна припустити, що Місяць має й інші джерела води, крім сонячного вітру.
 
Фото:  Найден на месте проб CE5-Rock/LIN Honglei

Що не так із брилою?

Спектральні характеристики CE5-Rock припускають, що до місця посадки Чаньє-5 він потрапив із іншого місячного регіону. Його мінеральний склад породи відрізняється від складу реголіту навколо, а більша кількість плагіоклазу та менший ільменіт пояснює світліший колір. Вчені вважають, що такий склад вказує на те, що CE5-Rock міг бути викинутий з-під навколишнього старого базальту з низьким вмістом титану. Тим більше, що кілька нових кратерів біля місця посадки «Чаньє-5» є досить великими, щоб пробити базальтовий шар.

Отвори в 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 дозволяє оцінити вміст води у 180 частинок на мільйон або 180 г води на тонну. Це набагато вище, ніж у реголіті навколо, тому 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 часток у знайденому камені був еквівалентний розміру таких у реголіті навколо, то оцінка вмісту води була б нижчою, однак параметри CE5-Rock були б іншими. Таким чином, дослідники припускають, що CE5-Rock містить більше води, ніж 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.