Δεν υπάρχει νερό στο Νότιο Πόλο της Σελήνης

Πηγή: Πανεπιστήμιο Cornell , 18 Οκτωβρίου 2008

Μια νέα έρευνα με ραντάρ στο Νότιο Πόλο του φεγγαριού έχει δημιουργήσει αμφιβολίες ότι μπορεί να υπάρχουν προσιτές αποθέσεις υδάτινου πάγου στους μόνιμα σκοτεινούς κρατήρες της περιοχής. Η νέα έρευνα, που εκτελέσθηκε με το παρατηρητήριο Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο, βρήκε ανυψωμένα επίπεδα υδρογόνου στις περιοχές με λαμπρό φως του ήλιου - κι όχι μόνο μέσα στα σκιασμένα τοιχώματα των κρατήρων. Φαίνεται ότι οι διεσπαρμένοι βράχοι που συνδέονται με τους κρατήρες, από συγκρούσεις με άλλα σώματα, έχουν δώσει στα προηγούμενα παρατηρησιακά όργανα μια ψεύτικη ανάγνωση.

Νότιος πόλος φεγγαριού

Αλίμονο, το φεγγάρι δεν είναι για χειμερινό αθλητισμό. Δυσστυχώς, είναι δύσκολο να εμφανιστεί πάγος εκεί πάνω.

Η τελευταία άποψη βγήκε από τους αστρονόμους του Cornell και το Smithsonian Ίδρυμα, που χρησιμοποίησαν υψηλής ευκρίνειας τεχνικές χαρτογράφησης με ραντάρ για να ψάξουν αποθέσεις του πάγο στους σεληνιακούς πόλους. Η έρευνά τους εμφανίζεται στο περιοδικό Nature.

Οι ερευνητές, που καθοδηγήθηκαν από το Donald Campbell, καθηγητή της αστρονομίας στο Cornell, ανέλυσαν τα στοιχεία του ραντάρ που διαβιβάστηκαν στο φεγγάρι, από το παρατηρητήριο Arecibo στο Πουέρτο Ρίκο, και παρέλαβαν 2,5 δευτερόλεπτα αργότερα στο Robert Byrd Green Bank στη Δυτική Βιρτζίνια.

Χρησιμοποιώντας ανάλυση 20 μέτρων με ένα ραντάρ λ=13 εκατοστών, εξέτασαν τις περιοχές γύρω από το σεληνιακό Νότιο Πόλο όπου οι προηγούμενες εικόνες χαμηλής ανάλυσης είχαν δείξει μια υψηλή κυκλική αναλογία πόλωσης (CPR) - μια πιθανή υπογραφή του χαμηλής θερμοκρασίας πάγου από νερό.

Αυτοί βρήκαν παρόμοιες υψηλές τιμές της CPR. Αλλά, επίσης, διαπίστωσαν ότι αυτές οι τιμές δεν είναι περιορισμένες μόνο στις περιοχές που μένουν αρκετά ψυχρές, ώστε να υποστηρίξουν την παρουσία του πάγου. Εμφανίστηκαν και σε ηλιοφώτιστες περιοχές, όπου οι θερμοκρασίες μπορούν να φθάσουν τους 117 βαθμούς Κελσίου, οπότε ο πάγος θα εξατμιζόταν πολύ γρήγορα. Αυτό δείχνει λοιπόν ότι οι διεσπαρμένοι βράχοι που συνδέονται με τους νέους κρατήρες λόγω πτώσης αντικειμένων είναι πιθανότερα οι αιτίες αυτής της υψηλής κυκλικής πόλωσης CPR.

Ο προσιτός πάγος θα ήταν ένας πολύτιμος πόρος για οποιαδήποτε μακροπρόθεσμη ανθρώπινη παρουσία στο φεγγάρι, αλλά επιφυλάξεις θα μπορούσαν να υπάρχουν μόνο για τους μεγάλου βάθους, μόνιμα σκιασμένους κρατήρες κοντά στους πόλους, όπου η θερμοκρασία δεν αυξάνεται πάνω από -173 C,  είπε ο Campbell.

Τα προηγούμενα στοιχεία είχαν δώσει μια ώθηση στην αναζήτηση του σεληνιακού πάγου, συμπεριλαμβανομένων και των στοιχείων ραντάρ του 1992 που δείχνουν πάγο βαθιά μέσα στους κρατήρες στους πόλους του Ερμή, των ραδιοστοιχείων του 1996 από το φεγγάρι, που λήφθηκε από το διαστημικό όχημα σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, Clementine, και της ανακάλυψης του 1998 από το Lunar Prospector Orbiter μιας υψηλής ποσότητας υδρογόνου στους σεληνιακούς πόλους.

Αλλά το ανυψωμένο επίπεδο υδρογόνου θα μπορούσε να προέλθει από άλλες πηγές - ίσως από τον ηλιακό άνεμο - και το επόμενο στοιχείο ραντάρ έχει αποτύχει να παρουσιάσει οποιαδήποτε στοιχεία περί αποθέσεων πάγου.

Ο Campbell λέει ότι τα νέα στοιχεία πρέπει να κλείσουν την πόρτα στη συζήτηση περί πάγου.

"Είναι η υψηλότερη ανάλυση που έχουμε κάνει μέχρι τώρα", αποκαλύπτει ο Campbell. "Βάζουμε το καρφί στο φέρετρο από την άποψη ότι αυτά τα υψηλά CPR συσχετίζονται με την παρουσία βραχώδους, στέρεου υλικού γύρω από τους νέους κρατήρες. Η υπόθεση πολλών ανθρώπων είναι ότι οι υψηλές τιμές της CPR πρέπει να δείχνει την παρουσία πάγου από νερό. Αυτό που λέμε είναι, ότι μπορεί να μην συμβαίνει.

"Υπάρχει πάντα η πιθανότητα οι συγκεντρωμένες καταθέσεις να υπάρχουν σε μερικές από τις σκιασμένες θέσεις, τις μη ορατές από τα ραντάρ στη Γη", πρόσθεσε. "Αλλά οποιοσδήποτε προγραμματισμός για τα σεληνιακά οχήματα ή τις βάσεις στους σεληνιακούς πόλους δεν πρέπει να βασιστεί σε αυτό."

Κρυμμένος πάγος

Στη δεκαετία του '50 φαίνεται ότι οι Ρώσοι υποψιάστηκαν ότι στην αθέατη πλευρά μπορεί να κρύβεται νερό υπό μορφή πάγου και είχαν σχεδιάσει από το 1955 αποστολή ρομποτικών οχημάτων, ειδικά στους δύο πόλους του δορυφόρου μας. Το 1961 ο χημικός Harold Urey, βραβείο Νόμπελ Χημείας, υπέδειξε και αυτός ότι τους πόλους πιθανώς υπήρχε πάγος. Το θέμα όμως από τότε ξεχάστηκε μέχρι την αποστολή του σκάφους Clementine, που μπήκε σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη. Αρχηγός αυτής της αποστολής αυτής ήταν ο γεωλόγος Paul Spudis ο οποίος κατόρθωσε να κάνει μετρήσεις ανίχνευσης πάγου, μολονότι τα όργανα του σκάφους δεν είχαν σχεδιαστεί για τον σκοπό αυτό. Τα στοιχεία που έλαβε το 1996 τον συγκλόνισαν. Στα βάθη του κρατήρα του Νότιου πόλου ανιχνεύτηκε υλικό που πιθανότατα ήταν προαιώνιος πάγος. Ο κρατήρας αυτός, γνωστός ως South Pole Aitken Basin (SPA), είναι ο βαθύτερος του ηλιακού μας συστήματος, με διάμετρο 2.600 χιλιόμετρα και βάθος 12 χιλιόμετρα.

Η εξήγηση βρίσκεται στην προέλευση των μεγάλων κρατήρων. Αυτοί δημιουργούνται από πτώσεις κομητών και αστεροειδών. Το κύριο συστατικό των κομητών όμως είναι ο πάγος. Όταν λοιπόν αυτός βρεθεί στον πάτο ενός σεληνιακού κρατήρα, χωρίς να φθάνουν εκεί οι ακτίνες Ηλίου και με θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν, εγκλωβίζεται σε μια κρυοπαγίδα, από την οποία ουδέποτε ξεφεύγει. Με το πέρασμα δισεκατομμυρίων ετών και τον συνεχιζόμενο βομβαρδισμό, οι δεξαμενές πάγου της Σελήνης αυξήθηκαν.

Το εύρημα αυτό αμφισβητήθηκε έντονα από επιστήμονες του αστεροσκοπείου Arecibo, οπότε ένα νέο σκάφος ανέλαβε να φέρει απαντήσεις. Το Luna Prospector εκτοξεύθηκε το 1998 και στις 5 Μαρτίου του ιδίου έτους ανακοινώθηκε ότι είχε ενδείξεις για 10-300 τόνους νερού και στον Νότιο και στον Βόρειο πόλο της Σελήνης. Μάλιστα στον βόρειο πόλο φαίνεται το απόθεμα πάγου να είναι διπλάσιο. Πέντε χρόνια μετά, στις 26 Μαρτίου 2003, ομάδα ερευνητών, υπό τον Ben Bussey του Πανεπιστημίου της Χαβάης, ανακοίνωσε νέες μετρήσεις που ανεβάζουν τα σεληνιακά αποθέματα νερού στο πενταπλάσιο, ήτοι περίπου ένα δισεκατομμύριο τόνους.

Πριν 2 χρόνια σε μια δημοσίευση στο περιοδικό Nature, ερευνητές ανέφεραν ότι η μορφή του νερού στη Σελήνη πρέπει να να έχει τη μορφή μικρών παγοκρυστάλλων αναμιγμένων με το σεληνιακό έδαφος.

Αυτή η έρευνα έγινε με τη βοήθεια του ραντάρ στο μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο του κόσμου, διαμέτρου 200 m, το οποίο βρίσκεται στο Arecibo του Πουέρτο Ρίκο.

Το ραδιοτηλεσκόπιο εξέπεμψε παλμούς ραδιοκυμάτων, τα οποία αφού ανακλάστηκαν από τους κρατήρες επέστρεψαν στη Γη. Η ανάλυση αυτών των κυμάτων έδωσε μια σχετικά ακριβή εικόνα για τη σύσταση του υπεδάφους σε βάθος έως και επτά μέτρων.

Όμως, πρέπει να αναφερθεί ότι τα επίγεια ραντάρ μπορούν να καλύψουν μόνο το 20% των σκιασμένων πολικών κρατήρων, εξαιτίας του προσανατολισμού της Σελήνης σε σχέση με τη Γη.

Οι αστρονόμοι παρόλα αυτά θεωρούν πολύ απίθανο να υπάρχουν μεγάλες ποσότητες πάγου στις κρυμμένες περιοχές.

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες ήταν σχεδόν πεπεισμένοι ότι στους πόλους υπήρχε άφθονος πάγος, ο οποίος θα μπορούσε άνετα να τροφοδοτεί με νερό και οξυγόνο τις μελλοντικές σεληνιακές βάσεις.

Επίσης, παλαιότερες αναλύσεις με ραντάρ και φασματοσκοπία είχαν προσφέρει ενδείξεις για ύπαρξη πάγου στους πυθμένες των κρατήρων, όπου η ηλιακή ακτινοβολία δεν φτάνει για να τον λιώσει.

Από το δορυφόρο Clementine το 1994 αναλύθηκαν τα χαρακτηριστικά της ανάκλασης των ραδιοκυμάτων, από την επιφάνεια των πόλων και βρέθηκαν να είναι παρόμοια με αυτά της ανάκλασης ραδιοκυμάτων από πάγο.

Επίσης από μια άλλη αποστολή, εκείνη της Lunar Prospector, έδειξαν πως υπάρχουν σημαντικές ποσότητες υδρογόνου συγκεντρωμένες στους πόλους. Το υδρογόνο αυτό μπορεί να ανήκει σε υδάτινο πάγο. Μπορεί όμως και να προέρχεται από την απορρόφηση του ηλιακού ανέμου από το σεληνιακό έδαφος. Έτσι, αν και οι νέες μετρήσεις έδωσαν ισχυρότερες ενδείξεις για το θέμα της ύπαρξης πάγου στη Σελήνη, δεν επαλήθευσαν τις προηγούμενες παρατηρήσεις, και έτσι, το θέμα βρίσκεται ακόμη υπό διερεύνηση.

Τα συγκλονιστικά νέα δεν άφησαν βεβαίως ασυγκίνητη τη NASA. Στις 4 Ιουνίου 2003 έγινε γνωστό ότι η NASA ζήτησε προτάσεις υπεργολάβων για αποστολή προσσελήνωσης μετά επιστροφής στην περιοχή του κρατήρα του Aitken. Στο πιθανολογούμενο σενάριο προβλέπεται αρχικώς να σταλεί ένα ρομπότ που θα διερευνήσει τον υποψήφιο χώρο εγκατάστασης της βάσης.