Moon water discovered for the first time from the lunar surface

科学者たちは月に水を検出し、文字通り月面上で水を発見したと初めて言えた。

中国の月着陸船は、2020年12月の月旅行から60オンス以上の土と岩石のサンプルを持ち帰った。しかし、嫦娥5号が地球に帰還する前に、探査機は搭載された機器を使用して現地で測定を行った。測定値に基づいて、地球上で約33万9,000マイル離れた科学者たちは、地球が水に遭遇した可能性が高いことを認識しました。

深宇宙では水は希少な資源です。それが生命維持に不可欠な成分であることを考えると、地球外ではその不足が人々の宇宙探査の障害となっています。科学者たちは、宇宙飛行士が長期間地球を離れている間、月のごくわずかな水を利用できるかどうかに興味を持っていた。

中国科学院地質・地球物理研究所の科学者が率いる研究チームは、探査機のデータに水の兆候を発見し、何かが太陽の光をどのように反射または吸収するかを測定する特有の分光反射率に基づいてH2O分子を特定した。放射線。の研究が発表されました先週の科学の進歩。

アリゾナ州ツーソンに本拠を置く非営利団体、惑星科学研究所の上級科学者マット・シーグラー氏は、嫦娥5号の検出は月に予想よりも多くの水が存在する可能性を示していると述べた。

「この測定を行うために月面に着陸船がなかったことを羨んでいるアメリカの科学者はたくさんいると思います」と、この研究には関与していないジーグラー氏は語った。ジーグラー氏は来年、月の南極で氷を掘削するというNASAの探査機ミッションのアルテミスチームの一員となる。

近年、月の水に対する人々の理解が進んでいます。 1969 年にアポロ宇宙飛行士が帰還したとき、彼らは月が完全に乾いていると信じていました。

2000年代後半、インド宇宙研究機関のチャンドラヤーン1号を含む多くのミッションで、太陽に照らされた表面に水和の兆候が発見されたが、それがH20なのか、それとも水に近い化学的親戚であるヒドロキシルなのかを明確に言うことはできなかった。 NASA博士研究員のケイシー・ホニボール氏は、後者の化学物質について説明した排水管クリーナーのようなもの。

NASAの月クレーター観測・感知衛星など、過去20年にわたるこれまでのミッションでは、永久に影になっている月の極周辺の到達困難なクレーターで氷が発見された。科学者らはまた、2008年に有名なアポロ衛星のサンプルを再検査し、ガラスビーズの中に水分子とその中に鉱物が含まれていることを発見した。しかし、この水が月から来たものなのか、それともヒューストンの湿気汚染によるものなのかを疑う人もいたため、この発見は多少の物議を醸した。

そして2020年11月、中国の着陸船が月の表面から水を検出する1か月前、NASAは水が確かに確認できたと発表そこには行かずに、月の晴れたところにいました。 NASA はジェット機を最高 45,000 フィートまで飛行させ、成層圏赤外線天文学観測所 (SOFIA) を使用して、水分子の明確な波長信号を受信しました。この望遠鏡の発見は、水が月の極で凍っているだけでなく、月面に広範囲に存在している可能性を示唆している。

これまでの多くの測定では潜在的な水が観察されてきましたが、それらの研究はいずれも月自体で行われたものではありませんでした。ジーグラー氏の違いは、物体の中にどれだけの水が含まれているかを把握するために、物体の温度に対して分光反射率データを補正する必要があることだという。そうしないと、月の表面からの熱によって反射光の特徴が変化したり、隠蔽されたりする可能性があります。しかし、極端な距離にある目標の正確な温度を知るのは難しい、と彼は言う。

「それが、月面にあるこの現象についてある意味重要なことなのです」と彼は言う。 「あなたはその（特定の）岩石を知っていますし、彼らはその温度を測定することができます。そして、このような曖昧さはまったくありません。」

嫦娥5号は、これまで未踏の地域でラグーン、湧き出る川、滝などを発見しなかった。もっと小さなことを考えてください。着陸した土壌に水の痕跡があり、その地域はおそらく皮肉を込めてオシアナス・プロセラーム、または「嵐の海」と呼ばれています。研究者らは、水は太陽から流れるガスである太陽風によって形成された可能性が高いと考えている。水素原子を含む太陽風が月の土壌や岩石に含まれる酸素と衝突すると、水が生成されることがあります。

同じ場所で採取された月の石には、周囲の土壌よりも高い濃度の水分が含まれており、太陽風だけではなく、別の水源があったことを示唆しています。研究者らは、この軽石のような岩石の破片は、月の深部で古い火山岩から砕け、着陸地点に噴出した可能性があると述べた。

ジョンズ・ホプキンス大学応用物理研究所の科学者、パルバシー・プレム氏は、この新しい研究を読んだ数日後も笑顔が続いていたと語った。

「岩そのものと同じくらい興味深いのは、その周囲の地域がより乾燥しているように見えることです」と彼女は電子メールで述べたが、この観察は月面での水の生成と滞留のさまざまな方法についてさらなる疑問を引き起こすものとなった。

着陸船が水を検出したにもかかわらず、それはそれほど多くはありませんでした。南極のドライバレーなど、地球上で最も乾燥した場所の一部では、通常、土壌水分含有量が0.2～5％の範囲であるとプレム氏は述べた。研究によると、月の石には約0.018％、近くの土壌にはわずか0.012％しか含まれていなかった。

嫦娥5号は、ソ連の探査機ルナ24号がサンプルを持ち帰った1976年以来、物質を収集して帰還する初の月探査ミッションとなった。 NASAが最後に月の石を回収したのは50年前の1972年だった。

シーグラー氏によると、望遠鏡を使うよりも、環境内で単一の月の石を間近で観察する方がはるかに簡単で正確だという。

「地球からそれを測定するつもりはありません」とジーグラー氏は言いました。 「アメリカがこの種の科学をやりたいなら、私たちは月に行かなければなりません。」