Vann på månen
Det er vann på månen.
Det har nå blitt slått ettertrykkelig fast av Nasa, i to vitenskapelige artikler som nettopp er offentliggjort i Nature Astronomy.
Dermed har framtidige astronauter både funnet en sikker kilde til vann på månens overflate og utpekt de potensielt mest optimale tomtene for en månebase.
Reflektert sollys avslører vannmolekyler på månen
Nasa-forskerne har undersøkt Månen med det flygende SOFIA-teleskopet.
Fra plasseringen i en Boeing 747 flyr teleskopet over 99 prosent av atmosfærens vanndamp og kan derfor observere den infrarøde varmestrålingen fra ulike himmellegemer.
SOFIA kan i motsetning til romteleskoper oppdateres og justeres hver gang flyet lader.
Flygende teleskop på en jumbojet
Bak den nye oppdagelsen står det flygende teleskopet Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA.
Teleskopet sitter i en Boeing 747-jumbojet som har blitt kraftig forsterket i bakkroppen, slik at skroget ikke knekker når astronomer i 13.700 meters høyde åpner en fire kvadratmeter stor skyvedør på siden.
Fra marsjhøyden har det store teleskopet fritt utsyn til rommets infrarøde varmestråling, som man ikke kan se fra jorden fordi atmosfærens vanndamp absorberer strålingen.
Mange himmellegemer sender ut stort sett all energien sin som infrarød stråling, og teleskoper som SOFIA er ofte den eneste måten å observere dem på.
SOFIA kan ved hjelp av et innebygget spektrometer med enormt høy oppløsning fange opp signaturen fra ulike molekyler i for eksempel en stjernetåke eller planets atmosfære.
Instrumentene har tidligere funnet spor etter vanndamp i atmosfæren til Mars og universets første molekyl.
SOFIA er utstyrt med et spektrometer som kan fokusere på ekstremt spesifikke bølgelengder i det infrarøde spektrumet.
Med instrumentet har SOFIA undersøkt infrarød stråling fra sollyset som har blitt reflektert på månens overflate. Her tar ulike molekyler opp ulike bølgelengder i strålingen før den reflekteres.
Takket være spektrometrets høye oppløsning slår astronomene nå fast at det reflekterte lyset avgir en spesiell signatur i en del av spekteret omkring 6 mikrometer – og det kan bare skyldes ett molekyl: H2O.
Tidligere studier har også kommet fram til lignende beviser på vann, men ved om lag 3 mikrometer, der avviket teoretisk sett også kunne skyldes en såkalt hydroksylforbindelse. Den tvilen er nå fjernet.
100–400 per million partikler ser ut til å være vann.
Feller holder på månens vann
Vannet kan overleve på månen i spesielle hull, såkalte kuldefeller, som på grunn av plasseringer ved polene er i permanent skygge.
Her mener astronomer at skyggen fanger vannet som is og beskytter den mot for eksempel varme og den heftige strålingen som solen, på grunn av mangelen på atmosfære, bombarderer månen med.
Spektroskopiske studier av månen har vist kratere av is (røde prikker) på månens poler.
Med bilder fra romsonden Lunar Reconnaissance Orbiter har astronomene undersøkt omfanget av kuldefeller fra 1 kilometer ned til 1 centimeter i diameter.
Og ifølge analysene sine er omkring 40 000 kvadratkilometer av månen – som svarer til 0,1 prosent – dekket av potensielt vannholdige kuldefeller ved begge poler.
Vann gjør månen til bensinstasjon
Resultatene fra de to nye studiene viser at vann enten oppstår eller lander på månen gjennom naturlige prosesser.
Uansett opphav gir det framtidens astronauter en indikasjon på hvor de bør lete etter vann, og det er helt avgjørende for kommende romferder.
De store mengdene vann kan forsyne beboerne i en månebase med vann og oksygen til luft, men kan også brukes til å produsere store mengder rakettdrivstoff i form av oksygen og hydrogen.
Månebasen blir selvforsynt
Forskerne har begynt å planlegge framtidens permanente månebase, som skal være selvforsynt med vann, oksygen og mat og på sikt foreta gruvedrift og produksjon av rakettdrivstoff til ekspedisjoner lenger ut i solsystemet.
Solpaneler leverer energi
Solceller skaper om dagen strøm til habitater, gruveutstyr og drivstoffabrikker. Om natten dekkes energibehovet av brenselceller som gjør oksygen og hydrogen om til vann.
Rovere forvandler is til vann
Isen på månens overflate ligger særlig på bunnen av dype og kalde krater. Vannet kan utvinnes med gruverovere som fordamper isen og samler opp vanndampen i beholdere.
Drivhus produserer mat
Matvarer som grønnkål, poteter og tomater dyrkes i overdekkede drivhus, der plantenes røtter er badet i næringsrikt vann, og lyset kommer fra LED-lamper.
Habitater beskytter mot stråling
Månen har ikke noe skjold mot stråling og meteorer. Et oppblåsbart skjelett til boliger og arbeidsplasser tas med fra jorden og dekkes med tak av lokalt 3D-printede murstein.
Månestøv gir oksygen og metaller
Månestøv inneholder oksygen som er bundet til metalloksider. Oksygenet kan frigis ved hjelp av høy varme og en reaksjon med hydrogen. Som en sidegevinst får måneboere også metaller.
Når vann og rakettdrivstoff kan produseres i store mengder, vil månebasen få en avgjørende rolle som bensinstasjon for både bemannede og ubemannede reiser til Mars.
Hvis vi om 30 år for alvor beveger oss ut i solsystemet, kan både vanngruver og drivstoffabrikker på månen bli en veldig god forretning.