На Луне нашли огромные запасы воды в стеклянных шариках. Где еще в космосе есть H2O

Что произошло

Китайские ученые нашли новый источник воды на Луне: она содержится в крошечных стеклянных шариках, образовавшихся миллионы лет назад в результате ударов астероидов и других космических объектов о поверхность спутника. По оценкам специалистов, в них содержится 270 трлн тонн воды — этого достаточно, чтобы заполнить 100 млн плавательных бассейнов олимпийского размера. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.

• В его рамках ученые проанализировали десятки шариков, которые были отобраны вручную из образца лунного грунта — он был доставлен китайской миссией «‎Чанъэ-5»‎ в 2020 году. Беспилотный космический аппарат собрал 1,5 кг материала с помощью механического совка и дрели и доставил образец на Землю в декабре того же года. 
• В лунном грунте, в частности, содержались горные породы, минералы, вулканические осадки и стеклянные шарики. В составе последних были обнаружены запасы воды.
• Стеклянные шарики с Луны представляют собой маленькие светящиеся гранулы, которые возникают после столкновений с метеоритами. Их размер в ширину составляет от одного до нескольких волосков. На каждый грамм ударных шариков приходится 0,002 грамма воды.
• Как объяснили ученые, в результате столкновения с молекулами водорода эти гранулы могут выделять воду. Их число на Луне может достигать триллионов.
• Ученым предстоит выяснить, пригодна ли такая вода для питья. Наличие резервуара воды в будущем может помочь в проведении сложных космических исследований, говорят эксперты.

Контекст

Происхождение, количество и распределение воды на Луне — предмет многочисленных научных исследований. 

• После того как на спутнике впервые побывали астронавты и автоматические станции, исследователи все равно были уверены, что на нем не может быть воды из-за экстремальных температур и суровых условий космической среды. Однако в 1976 году в образцах лунного реголита, который доставил советский зонд «‎Луна-24»‎, обнаружилось около 0,1% воды. В 1990-х американские аппараты Clementine и Lunar Prospector выявили скопления льда в затененных кратерах спутника. На их дне сохраняется температура порядка минус 250 градусов Цельсия.
• В 2008-м Индия отправила на Луну орбитальный аппарат «‎Чандраян-1»‎. Зонд обнаружил около Северного полюса спутника свыше 40 кратеров, которые могут содержать около 600 млн метрических тонн водяного льда. На Южном полюсе, как оказалось, лед покрывает 22% поверхности.
• Существуют разные теории происхождения воды на Луне. Например, многие ученые считают, что еще на ранних этапах истории развития спутника ее занесли туда падающие астероиды и кометы. Еще один вариант — солнечный ветер, о котором рассказали китайские ученые в рамках своего последнего исследования. 
• Японский искусственный спутник «‎Кагуя»‎ в 2007-м обнаружил, что кислород из верхних слоев атмосферы Земли может достигать Луны. Предполагается, что именно благодаря этому объемы лунного льда не сокращаются, а, наоборот, увеличиваются. 

Что делать

Добывать воду на Луне ученые предлагают различными способами.

• В 2021-м в рамках конкурса NASA американская компания Masten Space Systems представила план по добыче льда на Луне. Ученые предложили использовать для этого ровер с реактивным двигателем — по задумке, он будет поднимать грунт и всасывать его, а затем отделять от взвеси водяной лед.

• Российские ученые из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» в 2022-м, в свою очередь, разработали проект робота, который может добывать воду из грунта Луны. В устройство встроят теплоизолированную емкость для сбора воды и контейнер для ее испарения из грунта. У лунохода также будут фреза, концентратор лучей и солнечная батарея.
• В прошлом году китайские ученые представили прототип портативной установки для добычи кислорода, воды и топлива из лунного грунта. Как ожидается, устройство весом 5 кг будет способно за час извлечь 20 граммов воды из лунного грунта и выдыхаемого космонавтом углекислого газа. Из одной половины этой порции будет производиться кислород и водород, а вторая ее часть сохранится для питья. 

Тенденция

Водные ресурсы исследователи в последние годы находили и на других космических объектах.

• В 2018-м группа американских ученых выяснила, что Большое Красное Пятно на Юпитере содержит много воды. Исследователи проанализировали данные, полученные, в частности, с помощью инфракрасного телескопа NASA IRTF и телескопа Keck 2 (Гавайи). Эксперты напомнили, что Юпитер окружают облака из электронов и других заряженных частиц. В ходе исследования выяснилось, что почти весь их нижний слой на глубине примерно 90–100 км состоит из воды и не содержит в себе аммиака и различных органических соединений, присутствующих в верхних слоях атмосферы.
• В 2021-м зонд «ЭкзоМарс-TGO» обнаружил запасы льда в одном из глубоких каньонов в центре марсианских долин Маринер. По оценкам астрономов, доля воды в приповерхностных породах каньона составляет как минимум 40%. Она содержится в каньоне в виде льда. Теоретически он должен постепенно испаряться и исчезать в космосе, но этого не происходит. По мнению ученых, это свидетельствует либо об уникальных климатических условиях в долинах Маринер, либо о том, что местные запасы воды постоянно пополняются.
• В 2022-м пылинки, которые извлек японский зонд «Хаябуса-2» с астероида Рюгу, находящегося примерно в 300 млн км от Земли, содержали капли воды, в составе которой находились соль и органические вещества. По мнению ученых, в результате падений такие астероиды могли занести воду на Землю.

Фото обложки: Ng Han Guan / AP / TASS