Astronomia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Astronomia > Eseje  
  Tematy
- Historia astronomii
- Narzędzia i metody astronomii
- Astronomia sferyczna i praktyczna
- Badania kosmiczne
- Układ Słoneczny
- Słońce
- Galaktyki
- Kosmologia
- Gwiazdozbiory całego roku
- Eseje

  Szukacz




Czy na Księżycu występuje woda w postaci lodu?

 [ 1 ]    [ 2 ]
 
<< powrót...

Clementine miała jeszcze jedno bardzo ważne zadanie do wykonania. Być może zabrzmi to nieprawdopodobnie, ale sonda poszukiwała śladów... wody na Księżycu. Wprawdzie przebadane na Ziemi próbki gruntu księżycowego nie wykazały istnienia wody, niektórzy naukowcy wciąż wierzyli, że w postaci lodu mogła ona jednak zachować się w okolicach biegunów Księżyca. Nie jest to sprzeczne z hipotezą jego powstania w wyniku zderzenia się Ziemi z obiektem wielkości Marsa, gdyż woda na Księżycu może pochodzić z jąder komet, które spadając na niego, wyparowywały. A ponieważ na księżycowym niebie Słońce przez cały czas świeci w zenicie nad równikiem (na ziemskim niebie oddala się od równika aż do zwrotników), wiele znajdujących się na biegunach kraterów księżycowych pozostaje w wiecznym cieniu, w którym panuje temperatura 40-50 kelwinów (czyli około -230oC; na pozbawionym atmosfery Księżycu temperatura w obszarach nasłonecznionych osiąga 120oC). Mogłyby one zatem działać jak swego rodzaju pułapki, zamrażając unoszącą się nad powierzchnią parę wodną, pochodzącą z kometarnej katastrofy.

...powiększenie
>>>
Okolice południowego bieguna Księżyca; zdjęcie powstało ze złożenia około 1500 obrazów uzyskanych przez sondę Clementine. Ciemny obszar wokół bieguna (który znajduje się w centrum fotografii) to depresja, zwana basenem Aitkena. Pozostaje on w wiecznym cieniu i wyniki badań wskazują na to, że istnieją tam pokłady zamarzniętej wody. Aby zdać sobie sprawę ze skali zdjęcia, wystarczy zidentyfikować basen Schrödingera o średnicy 320 km, który dominuje w prawej dolnej ćwiartce zdjęcia. Fot. NASA.

Clementine zarejestrowała w pobliżu południowego bieguna Księżyca jakieś 15 tysięcy kilometrów kwadratowych powierzchni - wewnątrz kraterów i na dnie rozpadlin - które nieustannie spowija cień. Jest to dwudziestokrotnie mniej niż wynosi powierzchnia Polski, ale wciąż całkiem dużo. Co więcej, po dwóch latach opracowywania wyników, w listopadzie 1996 roku naukowcy ogłosili, że sonda wykryła na biegunie południowym Srebrnego Globu lód w ilości 60-120 tysięcy metrów sześciennych, co odpowiadałoby jeziorku o powierzchni mniej więcej czterech boisk do piłki nożnej i głębokości 5 m. Rezultaty te były jednak dość niepewne i zaraz po ich opublikowaniu zaczęto podawać je w wątpliwość.

Trudności wynikały z metody detekcji. Obszaru skrytego w wiecznym cieniu nie sposób sfotografować, więc zdecydowano, by Clementine wysyłała ze swego pokładu sygnały radiowe, które, po odbiciu od powierzchni w okolicach biegunów, wędrowały do dużej anteny na Ziemi. Ponieważ w wybranym zakresie widma lód inaczej odbija fale radiowe niż księżycowe skały, spodziewano się, że zarejestrowanie takiej różnicy będzie można uznać za ślad wody. I różnica w odbijaniu sygnału od miejsc zacienionych i oświetlanych przez Słońce się pojawiła. Niestety, bardzo szybko radioastronomowie ziemscy, wykorzystując największą antenę na naszej planecie, trzystumetrowy radioteleskop w Arecibo, stwierdzili, że te same fale radiowe, które emitowała sonda, są odbijane w "lodowy" sposób również przez inne, nie pozostające w wiecznym cieniu obszary. Pewność, że Clementine znalazła złoto zamiast miki, prysła.

Nie na długo jednak. Siódmego stycznia 1998 roku wyruszyła ku Księżycowi sonda Lunar Prospector, czyli Księżycowy poszukiwacz, a poszukiwanie zamarzniętej wody w okołobiegunowych obszarach Srebrnego Globu wymieniano na pierwszym miejscu wśród różnych celów misji. I udało się. W marcu 1998 roku ogłoszono, że - według danych, uzyskanych przez Lunar Prospector - lód na Księżycu istnieje, i to nie tylko na biegunie południowym, lecz także północnym.

Tym razem nie fale radiowe, lecz neutrony ujawniły obecność księżycowego lodu. Te neutralne cząstki, stanowiące obok protonów podstawowy składnik jąder atomowych, są wybijane ze skał na powierzchni Srebrnego Globu przez bombardujące je nieustannie promieniowanie kosmiczne. W zależności od tego, jaką energię księżycowe neutrony uzyskają podczas zderzenia, nazywa się je nisko-, średnio- lub wysokoenergetycznymi. Zanim jednak owe neutrony umkną w przestrzeń kosmiczną, by na przykład trafić w detektory sondy Lunar Prospector, krążącej 100 km nad powierzchnią Księżyca, zderzają się w swego rodzaju chaotycznym bilardzie z atomami powierzchni. W procesach tych neutrony są spowalniane, tracąc swą energię. Okazuje się, że najefektywniejszym spowalniaczem neutronów jest wodór, a tam, gdzie wodór, można spodziewać się wody.

Za każdym razem, gdy Lunar Prospector przelatywał nad biegunami Księżyca, rejestrował spadek liczby średnioenergetycznych neutronów, co świadczy o obecności sporej nadwyżki wodoru. Według ostatecznej interpretacji tych wyników woda na Srebrnym Globie występuje zarówno na biegunie północnym, jak i południowym, i to na obszarze wynoszącym kilkadziesiąt tysięcy kilometrów kwadratowych. Są to nieduże kryształki lodu, wymieszane z księżycowym gruntem, przeoranym przez trwające miliardy lat bombardowanie meteorytami; lód stanowi zapewne najwyżej 1% tej mieszaniny. Niemniej ilość lodu ocenia się na 10-300 milionów ton.

Zarówno znajomość rozmieszczenia minerałów, jak i odkrycie śladów lodu mają poza poznawczym wielkie znaczenie praktyczne. Jeśli myślimy o budowie baz księżycowych, a w końcu o uczynieniu z naszego satelity pomostu między Ziemią a innymi światami, musimy nauczyć się w jak największym stopniu wykorzystywać jego bogactwa naturalne. Dość powiedzieć, że według ostatnich ocen wyekspediowanie na Księżyc kilograma wody kosztowałoby od dwóch do dwudziestu tysięcy dolarów. Sondy Clementine i Lunar Prospector zrobiły zatem dobry początek, a zebrane przez nie informacje będą pomocne przy planowaniu następnych programów badawczych i, być może, wybieraniu miejsc pod pierwszy dłuższy pobyt człowieka na Srebrnym Globie.

Jarosław Włodarczyk

Tekst ten jest fragmentem książki: Jarosław Włodarczyk: Wędrówki niebieskie, czyli Wszechświat nie tylko dla poetów. Prószyński i S-ka, Warszawa 1999.

 [ 1 ]    [ 2 ]

<< powrót...

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach