Chang’E-5 znalazł wodę w pobliżu Oceanus Procellarum po widocznej stronie Księżyca. Udało mu się to dzięki danym z kamery panoramicznej, spektrometru oraz radaru umożliwiającego zajrzenie tuż pod powierzchnię gruntu.

Lądownik Chang’E-5 dokonał przełomowego odkrycia

Woda ma charakterystyczną sygnaturę widmową, którą dostrzegł spektrometr mineralogiczny Chang’E-5. Ilość znalezionej wody nie była duża. Stanowiła około 120 części na milion (ppm) w regolicie, czyli w księżycowym gruncie, i 180 ppm w lekkiej skale.

Wyniki te są zgodne z tymi pochodzącymi z próbki księżycowego regolitu, który Chang’E-5 wysłał na Ziemię w grudniu 2020 roku. Tym samym chiński lądownik stał się pierwszą sondą, która przywiozła materię z Księżyca od czasu radzieckiej Łuny 24 z 1976 roku.

Skąd mogła wziąć się woda na Księżycu?

Na powierzchnię Księżyca dociera stale wiatr słoneczny. To stały strumień naładowanych cząstek emitowany przez naszą gwiazdę. Naukowcy podejrzewają, że protony, czyli jądra atomowe wodoru (H) z wiatru słonecznego wchodzą w reakcję z tlenem (O) obecnym w minerałach pokrywających powierzchnię Srebrnego Globu. Tak powstaje H2O, czyli woda.

O tym, że na Księżycu są pokłady wody, wiemy już od ponad dekady. Została po raz pierwszy definitywnie wykryta z orbity Księżyca przez indyjską misję Chandrayaan-1 przy użyciu instrumentu NASA Moon Mineralogy Mapper. Odkrycie zostało ogłoszone we wrześniu 2009 roku. Obecność wody została od tego czasu zmapowana z orbity przez misje takie jak należący do NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, który działa od 2009 roku.

Lądownik Chang’E-5 znajduje się w pobliżu księżycowych wulkanów

Jakie znaczenie ma to odkrycie? O komentarz poprosiliśmy dr Natalię Zalewską, geolożkę i planetolożkę z Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Patrząc na Księżyc widzimy kamienną szarą pustynię. Nie zdajemy sobie przez to sprawy, że przeszłość Srebrnego Globu mogła być bardzo burzliwa. Najnowsze odkrycie Chang’E-5 tylko to potwierdza.

Chińska sonda Chang’E-5 składająca się z orbitera i lądownika została wystrzelona 23 listopada 2021. Lądownik z sukcesem wylądował 1 grudnia na powierzchni Księżyca, w miejscu zwanym Oceanem Burz, w okolicy struktury Mons Rümker.

Ta formacja to 70-kilometrowa kopuła wulkaniczna składająca się z 22 mniejszych kopuł, na szczycie których widnieją kaldery drobnych wulkanów. Wulkany należą do typu wulkanów tarczowych. Oznacza to, że musiały być ukształtowane przez lawę o małej lepkości. Obserwuje się to również na Marsie.

Chiński lądownik jest wyposażony w wiertło i łyżkę do zbierania próbek. Próbki zostały pobrane z głębokości 2 metrów i mają wagę około 1,5 kg. Zostały one przetransponowane na Ziemię 16 grudnia 2021. Jest to trzecia misja z próbkami powracającymi na Ziemię, po misjach Apollo i Łuna 24.

Bezpośrednie wykrycie wody na Księżycu to przełom

Badania laboratoryjne próbek pozwoliły określić wiek skał, szacowany na mniej niż dwa miliardy lat. Dowiodły, że księżycowe skały zawierają 120 ppm cząsteczek wody.

O wodzie na Księżycu mówi się od dawna. W 2020 roku sonda NASA Sophia wykryła wodę w kraterze Clavius. Nie wiadomo na razie, jakie jest pochodzenie tej wody. Teorie mówią o pochodzeniu wody z meteorytów lub z reakcji chemicznych w regolicie.

Należy zaznaczyć, że znalezienie nawet tak małej ilości wody jest wielkim przełomem w badaniach Księżyca. W związku z planowaną misją NASA Artemis, w której bierze udział również CBK PAN, woda nie będzie musiała być już transportowana z Ziemi. Będzie można pozyskiwać ją z regolitu księżycowego.

Poza tym zbadany dzięki Chang’E-5  wiek skał zmienił diametralnie nasze spojrzenie na formowania się Księżyca. Ostatnie modele szacowały, że wulkanizm księżycowy ustał zaraz po ukształtowaniu się globu, czyli między 4 a 3 miliardy lat temu.

Trzęsienia Księżyca odnotowywane przez sejsmografy m.in. misji Apollo świadczą o tym, że Księżyc cały czas stygnie i się kurczy. W wyniku tego na jego powierzchni powstają uskoki i spękania. Jest szansa, że dalsze badania udowodnią jeszcze późniejszą aktywność wulkaniczną na powierzchni naszego satelity, co jest wielką gratką dla geologów planetarnych.

Źródła: Science, CBK PAN.