Księżyc zdradzi, gdzie ma wodę. Wystarczy go posłuchać

Satelity potrafią wskazać kratery, w których może znajdować się lód, ale nie mówią dokładnie, ile go jest ani jak głęboko został ukryty. Naukowcy znaleźli więc inny sposób. Chcą ustawić na powierzchni sejsmometr i sprawdzić, jak Księżyc drży.

Pomysł jest tak naprawdę w gruncie rzeczy dość prosty. Suchy, luźny pył księżycowy zachowuje się jak sypki proszek, przez który fale przechodzą wolniej i bardziej chaotycznie. Jeśli jednak w jego porach pojawi się lód, zaczyna on spinać ziarna i usztywniać całą strukturę. Gdy przez taki obszar przechodzi fala sejsmiczna, porusza się nawet 2-3 razy szybciej, niż przez suchy regolit. Na granicy większego złoża część energii może się także odbić, podobnie jak dźwięk odbijający się od ściany.

Sejsmometr nie usłyszy więc plusku ani pękania lodu. Zarejestruje jednak tempo, kierunek oraz odbicia drgań powstałych po niewielkim trzęsieniu Księżyca, uderzeniu meteorytu albo pracy wiertła. Na tej podstawie będzie można oszacować położenie, rozmiar i prawdopodobną zawartość lodu.

Jak pisaliśmy w tekście: Księżyc drży coraz częściej. Plany NASA do poprawki, nasz satelita z całą pewnością nie jest całkowicie martwą skałą. Jego stygnące wnętrze nadal się kurczy, skorupa pęka, a powstające trzęsienia mogą trwać znacznie dłużej, niż podobne zjawiska na Ziemi. Teraz te drgania mogą zostać wykorzystane jako naturalne prześwietlenie gruntu.

Zespół z University of Maryland, Lawrence Berkeley National Laboratory i University of Hawaii nie ograniczył się jedynie do stworzenia samej symulacji komputerowej. Badacze rozdrobnili skałę wulkaniczną z Arizony, tworząc materiał zachowujący się podobnie do księżycowego regolitu.

Próbki te umieszczono w komorze FROST, która odtwarza silny mróz i niemal całkowitą próżnię panującą w zacienionych kraterach. Następnie naukowcy dodawali lód i za pomocą promieniowania rentgenowskiego obserwowali, jak wypełnia on mikroskopijne przestrzenie między ziarnami.

Wyniki połączono z mapami temperatury południowego bieguna Księżyca oraz symulacjami fal sejsmicznych. Każdy z rozważanych typów złoża pozostawiał charakterystyczny ślad. Opracowany model pozwala na razie analizować warstwy sięgające około 800 m pod powierzchnię.

Największe skupiska lodu są spodziewane w kraterach przy południowym biegunie, do których promienie Słońca nie docierają od miliardów lat. Temperatura jest tam wystarczająco niska, aby zatrzymać wodę przyniesioną przez komety, planetoidy albo powstałą w reakcjach zachodzących na powierzchni. Dla przyszłej bazy taki lód byłby najcenniejszym lokalnym surowcem. Po oczyszczeniu może stać się wodą pitną, której nie trzeba będzie transportować. Rozłożony na wodór i tlen zapewni powietrze do oddychania oraz składniki paliwa rakietowego.

Metoda ma wkrótce dostać pierwszą szansę na sprawdzian. Chińska misja Chang’e-7 ma zabrać sejsmometr w okolice krateru Shackletona. W kolejnych latach podobne pomiary mogą wykonywać instrumenty programu Artemis oraz łaziki wyposażone w wiertła wywołujące kontrolowane drgania.

Przeczytaj także:

Dziś naukowcy wiedzą, że woda na Księżycu istnieje, ale nadal nie znają dokładnego rozkładu podziemnych złóż. Nowa technika nie wydobędzie ani jednej kropli. Może jednak wskazać miejsce, w którym warto zacząć wiercić, zamiast wysyłać kosztowną maszynę na poszukiwania po omacku.

*Źródło grafiki wprowadzającej: rkarkowski, pixabay, Canva Pro / Canva Pro