Вопрос о наличии воды на Луне долгое время считался решенным в пользу отрицательного ответа, однако современные исследования кардинально изменили наши представления. Ведущий канала Veritasium объясняет, почему ранние выводы астронавтов миссий «Аполлон» оказались ошибочными и какие три источника лунной воды сегодня известны науке.
🧊 Почему ученые долго считали Луну сухой? 0:00
На первый взгляд, Луна кажется абсолютно сухим небесным телом. В дневное время температура на её поверхности достигает 123°C, что достаточно для испарения любой жидкости. Кроме того, Луна не обладает атмосферой, способной удерживать летучие молекулы, поскольку сила её тяжести составляет лишь шестую часть земной, а вторая космическая скорость — всего 2,4 км/с.
- Утечка молекул: При любой температуре часть молекул движется быстрее средних значений. На Луне такие быстрые молекулы воды неизбежно покидают поверхность и улетают в космос.
- Солнечный ветер: Из-за слабого магнитного поля Луна практически беззащитна перед потоком заряженных частиц от Солнца. Этот солнечный ветер буквально «выбивает» молекулы с поверхности в космическое пространство — именно так, по мнению ученых, Марс лишился большей части своей атмосферы.
Первые образцы лунного грунта, доставленные астронавтами миссий «Аполлон», подтвердили гипотезу о сухости: в них практически не обнаружили гидратированных минералов. Те следы воды, что всё же находили, списывали на земное загрязнение, так как контейнеры для образцов повреждались абразивной лунной пылью.
💥 Прорыв 2009 года: эксперимент с ударным зондом 1:33
Ситуация изменилась в 2009 году, когда ученые предприняли радикальный шаг: направили часть ракеты-носителя на поверхность Луны. Объект врезался в грунт на скорости 2,5 км/с, создав кратер шириной 25 метров и глубиной 4 метра.
При ударе в космос было выброшено около 10 000 тонн материала. Половина этого вещества поднялась достаточно высоко, чтобы быть освещенной Солнцем. Это позволило орбитальным аппаратам с помощью камер зафиксировать линии излучения воды в пылевом облаке. По оценкам специалистов, вода составляла около 5,6% массы выброшенного материала.
💧 Три источника лунной воды 2:13
После подтверждения наличия воды ученые выделили три основных пути её появления и сохранения на Луне.
1. Постоянно затененные области («Холодные ловушки») 2:25
Вопреки мифам о «темной стороне», Солнце освещает все стороны Луны. Однако на полюсах существуют глубокие кратеры, куда солнечный свет не попадает никогда. Это самые холодные места в Солнечной системе — там температура падает до -249°C. Именно в этих «холодных ловушках» вода, занесенная на Луну кометами и астероидами, сохраняется в виде льда на протяжении миллиардов лет.
2. Магматические включения (Внутренние источники) 3:23
В образцах грунта, доставленных миссиями «Аполлон-15» и «Аполлон-17», были найдены крошечные стеклянные бусины. Они образовались миллиарды лет назад, когда Луна была вулканически активной. «Огненные фонтаны» выбрасывали лаву в космос, где капли быстро остывали. Исследование 2007 года показало: внутри этих бусин содержится значительное количество воды, которая попала туда непосредственно из недр Луны во время извержения. Это подтверждает, что Луна изначально содержала воду, так как, вероятнее всего, она является осколком Земли, отколовшимся после колоссального столкновения миллиарды лет назад.
3. Химические реакции на поверхности 4:11
Последний источник — это вода, постоянно синтезируемая прямо на поверхности Луны.
- Кислород: Около 45% состава лунной поверхности приходится на кислород, связанный в оксидных минералах.
- Водород: Поступает с солнечным ветром в виде потока протонов.
Протоны солнечного ветра реагируют с кислородом грунта, образуя гидроксильные группы и, в конечном итоге, молекулы воды. Полученная таким образом вода либо улетучивается, либо мигрирует по поверхности до тех пор, пока не попадет в одну из «холодных ловушек».
🚀 Почему это важно для будущего космонавтики? 4:51
Наличие воды на Луне — это не просто научный курьез, а стратегический ресурс для будущей колонизации. Вода необходима не только для обеспечения нужд колонистов (питье и сельское хозяйство), но и для производства ракетного топлива (путем расщепления на водород и кислород). Автономное производство топлива на Луне позволило бы колоссально снизить стоимость и сложность дальних космических полетов, превращая спутник Земли в своего рода «заправочную станцию» для освоения Солнечной системы.
