Holdi víz

A Csandrajáan–1 űrszondán lévő Moon Mineralogy Mapper műszer által készített kép, amelynek színezésén a kék jelenti a víztartalmat, a zöld pedig a visszavert fényesség intenzitását az infravörösben. A vörös szín a vastartalmú piroxén-ásványok mennyiségét jelzi.

Mára a holdi víz számos formáját mérték az űrszondák radarral, infravörös visszavert színképi spektroszkópiával, neutronsugárzással. A Hold felszínét az Apollo-kőzetminták alapján még igen száraznak találták. Ennek magyarázata az lehet, hogy az 1969-1972 közötti Apollo-holdraszállások az egyenlítő közelében történtek. Az Apollo-expedíciók után merült föl az a gondolat, hogy a poláris vidékek napnemlátta kráterei mégis őrizhetnek valamennyi vízjeget (például az üstökös-beszállításokból).

Surveyor, Apollo: lebegő porfelhő

Az első olyan észlelés, amely a holdi felszíni viszonyok földitől eltérő sajátosságára világított rá, a Surveyor robotok által mért felszín feletti lebegő porfelhő volt. Ezt a lenyugvó nap után észlelte a horizonton a Surveyor-5. Később az Apollo ALSEP-műszerek is jeleztek egy helyi, alkonyat majd napnyugta után a műszerek fölött elvonuló, elektromosan töltött porból álló felhőt a holdi felszín közelében.

Clementine, Lunar Prospector

A holdfelszíni vízmérések közül az elsőt az amerikai hadsereg műholdja, a Clementine gyűjtötte bisztatikus radarral. Később a Lunar Prospector neutronsugárzás detektora mérte annak a mértéket, hogy a holdi poláris területeken több hidrogén fordul elő, amit vízjég formájában képzeltek el.

Cassini, Csandrajáan, Epoxi

Arról, hogy a holdfelszíni spektrumban, a közeli infravörösben H2O- és hidroxilgyök-sávok (egy széles tartományban) fordulnak elő, az első mérések 1999-ben történtek a Cassini Hold melletti elhaladása idején. Ezek fölelevenítése és újabb méréses megerősítése volt az a rendkívüli esemény, amit már az indiai ISRO űrszervezet Csandrajáan–1 holdszondája mért ki 2009 tavaszán-nyarán. A fedélzetén lévő amerikai műszernek, a Moon Mineral Mappernek (M3-nak is rövidítik) a területi fölbontása olyan jó volt, hogy egy becsapódási kráter kidobott takaróját részletesen bemutató foltban is kimutatta a színképi H2O-t és a hidroxilmolekulákat. Ebben az esetben már a kutatók ásványi szerkezetben kötött vizet föltételeznek, hiszen az nem illant el a becsapódáskor, hanem szétterült a kidobott takaróban. Ha vízjég van a talajban, az is ugyanígy szétterül a kidobott anyagban, de a vákuumban a vízjég nem stabil, fokozatosan elpárolog (szublimál). Csak az elvehetetlen molekuláris vízréteg maradna meg az ásványszemcsék felszínén.

Földi Tivadar modellje

Fontos megemlíteni a magyar kutatók munkáit is. Földi Tivadar villamosmérnök 2001-ben több közleményben mutatott be egy olyan modellt, amely értelmezi a holdi H2O jelenlétét. A földi mágneses tér uszálya minden telihold idején végigsöpör a Holdon. Az ionizált formában benne jelenlévő hidroxilmolekulák molekuláris szinten kicsiny mértékű, de havonta ismétlődő utánpótlást adnak a holdi vízkészlethez. Ez a molekuláris mennyiség évmilliók alatt egyensúlyi eloszlást hozott létre a Holdon. A talaj porszemcséihez kapcsolódva időlegesen elszakadhatnak a felszínközeli szemcséktől, de idővel újabb molekulák kerülnek ezek helyére a földi magnetoszférából. Ez a modell értelmezi a holdfelszíni színképi vízmolekulának és hidroxilmolekulának (ionnak) a jelenlétét. A Csandrajáan–1 és a megerősítésül a Föld-közeli áthaladásnál igénybe vett EPOXI műhold mérései azonban nagyobb kiterjedésű és jellegzetes, friss kráter körül eloszló és szétterülő vizes anyag jelenlétét is kimutatták. Ez valószínűleg az üstökös anyaggal vagy szenes kondritos kisbolygóanyaggal odakerült vizet jelent.

A jövő: a holdraszállások hivatottak kimérni

Összegzésül láthatjuk, hogy a víznek és molekuláris szintű komponenseinek holdi jelenléte ma már bizonyítottnak tekinthető, de nem tudjuk biztosan a formáját, eredetét minden komponensnek. Ezeknek a megtalálása újabb holdraszállások során fog tisztázódni. A tervezett holdbázisok azonban mindenképpen igénylik ezt a kutatást, mert a legfontosabb nyersanyag a holdi expedíciók kutatói számára a víz lesz. A szükséges víz mennyiségének biztosítása helyi forrásokból valósítható meg, ha sikerül a holdi víz természetét fölismerni. Ezért is vártuk kíváncsian a mérési eredményeket az LCROSS 2009. október 9-ei holdi poláris becsapódásától.

A mérések nyomán a következő képben foglalható össze a jelenleg ismert holdi víz mennyisége. Háromféle formája háromféle műszeres mérésből ismert. A becsapódó hordozórakéta-fokozat és az LCROSS által fölvert anyag jégkristály és por keveréke volt. A másik a hold felszínén periodikusan megjelenő és eltűnő, a napsugárzás által kiváltott - és Földi Tivadar korábbi modelljében is megjósolt - vízmolekulák és por keveréke. Ez a holdi felszínt borító regolit és a napszél kölcsönhatásából jön létre a holdi nappalok idején. Ugyancsak a Földi Tivadar-féle modell láttatta előre, hogy ez a mindenütt keletkező poros vízmolekula-koagulátum az egyenlítői területek felől a sarkvidékek felé vándorol. A harmadik egyes poláris kráterek környékén fönnmaradt, beszállított, üstökös eredetű vízjég a felszín alatti rétegekben.

Lásd még

• Csandrajáan–1
• Clementine űrszonda
• Surveyor-program
• Apollo-program
• Cassini
• Holdkőzetek
• Holdi por

Irodalom

• Lucey, P. G. (2009): A Lunar Waterworld. ’’Science’’, Vol. 326, 531. old.
• Clark, R. N. (2009): Science 326, 562 (2009); 24 September 2009 (10.1126/science.1178105).
• Pieters, C. M. et al., (2009): Science 326, 568. old. 24 September 2009 (10.1126/science.1178658).
• Sunshine, J. M. et al., (2009): Science 326, 565, old. 24 September 2009 (10.1126/

science.1179788).

• McCubbin, F. M. et al., (2008): Lunar Planet. Sci. XXXIX, Abstr. #1788. Lunar and Planetary Institute, Houston, (CD-ROM).
• Földi T., Bérczi Sz. (2001): The source of water molecules in the vicinity of the Moon. In Lunar and Planetary Science XXXII, Abstract #1148, Lunar and Planetary Institute, Houston (CD-ROM).
• Földi T., Bérczi Sz. (2002): Electrostatic Modelling of the Lunar Soil - How Electrostatic Processes in the Lunar Dust May Generate the Ion-Cloud Levitating above the Surface on the Moon - Experiments in a Model Instrument. ’’Acta Mineralogica et Petrographica, Szeged’’, XLIII. 55-58. (HU ISSN 0365 8006)
• A. S. Rivkin, J. M. Sunshine, D. T. Blewett, D. M. Hurley, C. A. Hibbitts (2010): Lunar Water, Asteroidal Observations: Implications and Opportunity. 41. LPSC, #1088, LPI, Houston
• Everett K. Gibson, Colin T. Pillinger (2010): Re-Assessment of “Water on the Moon” after LCROSS. 41. LPSC, #1829, LPI, Houston
• Liu, Y., Boyce, J. W., Rossman, G. R., Guan, Y., Eiler, J., Taylor, L. A. (2010): Water in Lunar Mare Basalt: Confirmation

from Apatite in Lunar Basalt 14053, 41. Lunar and Planetary Science Conference,

Külső hivatkozások

• A Science-ben megjelent cikk a holdi vízről 2009 szeptemberében
• A NASA Ames Research Center bejelentése a holdi vízről a Lunar Prospector fölfedezése idején, 2001-ben.
• A NASA AMES Research Center bejelentése a holdi vízről a Clementine fölfedezése idején.
• Az Epoxi mérései a vékony réteg holdi vízról a NASA honlapján.
• A három űrszonda eredményének együttes bejelentése.
• A Holdi vízről az angol lexikonban
• A holdi vízről mért színképi adatok kapcsolata a kisbolygók színképében mért 3 mikronos elnyelési vonallal