Studie onthult kaart van het water van de maan nabij de zuidpool

[univers]

Een nieuwe studie met behulp van het inmiddels gepensioneerde Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) heeft de eerste gedetailleerde kaart van de waterverdeling op de maan samengesteld. De nieuwe kaart beslaat ongeveer een kwart van de naar de aarde gerichte kant van het maanoppervlak onder 60 graden noorderbreedte en strekt zich uit tot de zuidpool van de maan. In deze datavisualisatie worden de maanwaterwaarnemingen van SOFIA aangegeven met kleur, waarbij blauw gebieden met een hoger watersignaal vertegenwoordigt en bruin minder.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright

Een nieuwe studie met behulp van het inmiddels gepensioneerde Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) heeft de eerste gedetailleerde kaart van de waterverdeling op de maan samengesteld. SOFIA was een gezamenlijk project van NASA en de Duitse ruimtevaartorganisatie DLR.

Met duidelijke, herkenbare maankenmerken die worden gemarkeerd door de watergegevens, geeft de studie hints over hoe water over het maanoppervlak kan bewegen, met name in de buurt van de zuidpool - een belangrijk gebied voor verkenning van de ruimte.

De nieuwe kaart beslaat ongeveer een kwart van de naar de aarde gerichte kant van het maanoppervlak onder 60 graden noorderbreedte en strekt zich uit tot de zuidpool van de maan. Gezien het grote gebied dat wordt bestreken, konden de onderzoekers gemakkelijk identificeren hoe water zich verhoudt tot oppervlaktekenmerken op de maan, wegblijven van zonlicht en de voorkeur geven aan koude gebieden.

"Als we naar de watergegevens kijken, kunnen we daadwerkelijk kraterranden zien, we zien de individuele bergen en we kunnen zelfs verschillen zien tussen de dag- en nachtzijde van de bergen, dankzij de hogere waterconcentratie op deze plaatsen," zei Bill Reach, directeur van het SOFIA Science Center van NASA's Ames Research Center in Silicon Valley, Californië, en hoofdauteur van de studie, die werd gepresenteerd op de Lunar and Planetary Science Conference in 2023.

Eind 2024 zal NASA's Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) landen in de door SOFIA bestudeerde regio, bovenop Mons Mouton , om de eerste resource mapping-missie buiten de aarde uit te voeren. De afgeplatte maanberg zal een aandachtsgebied zijn in de volgende paper van het team dat de huidige studie van SOFIA-gegevens leidde.

Deze huidige bevinding, samen met twee eerdere SOFIA-resultaten over de hoeveelheid en verdeling van water op het door de zon verlichte oppervlak van de maan, volgt een unieke lichtsignatuur van water. Andere missies die grote delen van het maanoppervlak observeren, hebben verschillende golflengten van licht bestudeerd, die water niet kunnen onderscheiden van vergelijkbare moleculen, zoals hydroxyl. Het water van de maan is aanwezig in de bodem en kan worden gevonden als ijskristallen, of als watermoleculen die chemisch gebonden zijn aan andere materialen.

In plaats van de absolute hoeveelheid water in de regio te bepalen, vergeleken de onderzoekers de verkregen gegevens rond de zuidpool van de maan met een relatief droog referentiegebied nabij de evenaar van de maan om te zien hoe de hoeveelheid water verandert. Het water werd in grotere concentraties aangetroffen aan de schaduwzijden van kraters en bergen, vergelijkbaar met de manier waarop skiërs op aarde weten dat hellingen die minder direct zonlicht ontvangen, sneeuw langer vasthouden. Dit suggereert dat de lokale geografie van de Maan een belangrijke rol speelt in de hoeveelheid aanwezig water.


Een visualisatie van SOFIA-gegevens die een signaal of "lichtsignatuur" van water meten over een visualisatie van de maan zoals deze verscheen ten tijde van de waarnemingen in februari 2022. Donkerder blauw duidt op een hogere concentratie water. In de buurt van de linkerbovenhoek van het bestudeerde gebied is een richel zichtbaar in donkerblauw, waar het water vooral geconcentreerd is aan de schaduwzijde van een steile maanstructuur. Halverwege aan de linkerkant van de regio ligt de Moretus-krater. De binnenwand op de bovenste helft van de krater is duidelijk afgebakend in donkerblauw, wat wijst op een grotere aanwezigheid van water op dit schaduwrijke oppervlak. Hoewel de rechterkant van de regio over het algemeen droger is, is er nog steeds water te zien dat de binnenkant van kraters in lichtblauw volgt.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Ernie Wright

Terwijl NASA zich voorbereidt om astronauten terug te sturen naar de maan onder Artemis, heeft het bureau 13 kandidaat-landingsgebieden in de buurt van de zuidpool van de maan geïdentificeerd. Via Artemis zal NASA de eerste vrouw en de eerste gekleurde persoon op de maan laten landen, en maanwater kan een cruciale hulpbron zijn voor het vestigen van een langdurige menselijke aanwezigheid.

"Met deze kaart van SOFIA-gegevens, en andere die nog komen, kijken we naar hoe water wordt geconcentreerd onder verschillende omgevingsomstandigheden op de maan", zegt Casey Honniball, een bezoekend assistent-onderzoeker en VIPER-wetenschapsteamlid bij NASA's Goddard Space Flight Center, in Greenbelt, Maryland, die bij het werk betrokken was. "Deze kaart zal waardevolle informatie bieden voor het Artemis-programma over potentiële prospectiegebieden, maar biedt ook regionale context voor toekomstige wetenschappelijke missies, zoals VIPER."

Naast de zuidelijke regio waarvoor de nieuwe kaartresultaten zijn gemaakt, bevinden zich SOFIA-waarnemingen van sites die relevant zijn voor andere missies in het archief en worden ze nu geanalyseerd. NASA Artemis-gerelateerde missies zullen zich richten op zowel polaire als niet-polaire gebieden, waaronder Lunar Trailblazer , die in een baan rond de maan zal draaien om de hydroxylgroep en het water in kaart te brengen.

Waar het water van de maan vandaan kan komen - of het nu oud is en inherent aanwezig is in de mineralen van de maan als gevolg van vroege vulkanische processen op de maan of eigentijds is en wordt afgeleverd door asteroïden, kometen of zonnewind, en of het langs migreert het oppervlak van de maan - is een andere belangrijke vraag die open is gelaten door de SOFIA-waarnemingen. VIPER zal ernaar streven dit onderscheid beter te begrijpen, dat belangrijk is om te bepalen of het water wijdverbreid en diep in het oppervlak is, of alleen verspreid aan of nabij het oppervlak.

Het is echter duidelijk dat zelfs op de laagste limiet de maan veel meer water bevat dan we ooit dachten.

"Onze algemene kennis uit het Apollo-tijdperk dat de maan kurkdroog is, was verkeerd", zegt Paul Lucey, een professor aan de Universiteit van Hawaï in Mānoa en co-auteur van het artikel. "We weten al dat het verkeerd is, maar de vraag is met hoeveel."

https://www.nasa.gov/feature/ames/study ... south-pole