Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Đài quan sát thiên văn hồng ngoại của NASA (SOFIA) đã xác nhận lần đầu tiên có nước trên bề mặt ngập nắng của Mặt trăng. Khám phá này chỉ ra rằng nước có thể phân bố trên bề mặt Mặt Trăng và không giới hạn ở những nơi lạnh giá, có bóng râm.
Đài quan sát thiên văn hồng ngoại của NASA (SOFIA) đã xác nhận lần đầu tiên có nước trên bề mặt ngập nắng của Mặt trăng. Khám phá này chỉ ra rằng nước có thể phân bố trên bề mặt Mặt Trăng và không giới hạn ở những nơi lạnh giá, có bóng râm.
SOFIA đã phát hiện các phân tử nước (H 2 O) trong miệng núi lửa Clavius, một trong những miệng núi lửa lớn nhất có thể nhìn thấy từ Trái đất, nằm ở bán cầu nam của Mặt trăng. Những quan sát trước đây về bề mặt Mặt trăng đã phát hiện một số dạng hydro, nhưng không thể phân biệt được đâu là nước và họ hàng hóa học gần gũi của nó, hydroxyl (OH). Dữ liệu từ vị trí này cho thấy nước có nồng độ từ 100 đến 412 phần triệu – gần tương đương với một chai nước 12 ounce – bị mắc kẹt trong một mét khối đất trải khắp bề mặt Mặt Trăng. Kết quả được công bố trên tạp chí Nature Astronomy số mới nhất .
Paul Hertz, Giám đốc Bộ phận Vật lý Thiên văn thuộc Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học tại Trụ sở NASA ở Washington, cho biết: “Chúng tôi đã có dấu hiệu cho thấy H 2 O – loại nước quen thuộc mà chúng ta biết – có thể hiện diện ở phía có ánh sáng mặt trời của Mặt trăng. “Bây giờ chúng tôi biết nó ở đó. Khám phá này thách thức sự hiểu biết của chúng tôi về bề mặt Mặt Trăng và đặt ra những câu hỏi hấp dẫn về các nguồn tài nguyên thích hợp cho việc khám phá không gian sâu.”
Để so sánh, sa mạc Sahara có lượng nước gấp 100 lần lượng nước mà SOFIA phát hiện trong đất Mặt Trăng. Mặc dù số lượng nhỏ, khám phá đặt ra câu hỏi mới về cách nước được tạo ra và cách nó tồn tại trên bề mặt mặt trăng khắc nghiệt, không có không khí.
Nước là một nguồn tài nguyên quý giá trong không gian sâu thẳm và là thành phần quan trọng của sự sống như chúng ta đã biết. Liệu SOFIA nước được tìm thấy có dễ dàng tiếp cận để sử dụng làm tài nguyên hay không vẫn còn phải được xác định. Theo chương trình Artemis của NASA, cơ quan này rất mong muốn tìm hiểu tất cả những gì có thể về sự hiện diện của nước trên Mặt trăng trước khi đưa người phụ nữ đầu tiên và người đàn ông tiếp theo lên bề mặt Mặt trăng vào năm 2024 và thiết lập sự hiện diện bền vững của con người ở đó vào cuối năm thập kỷ.
Kết quả của SOFIA được xây dựng dựa trên nhiều năm nghiên cứu trước đó về sự hiện diện của nước trên Mặt trăng. Khi các phi hành gia Apollo lần đầu tiên trở về từ Mặt Trăng vào năm 1969, nó được cho là hoàn toàn khô. Các sứ mệnh tác động và quỹ đạo trong 20 năm qua, chẳng hạn như Vệ tinh Quan sát và Cảm biến Miệng núi lửa Mặt trăng của NASA, đã xác nhận băng trong các miệng núi lửa bị che khuất vĩnh viễn xung quanh các cực của Mặt trăng. Trong khi đó, một số tàu vũ trụ – bao gồm sứ mệnh Cassini và sứ mệnh sao chổi Deep Impact, cũng như sứ mệnh Chandrayaan-1 của Tổ chức Nghiên cứu Không gian Ấn Độ – và Cơ sở Kính viễn vọng Hồng ngoại trên mặt đất của NASA, đã nhìn rộng khắp bề mặt Mặt trăng và tìm thấy bằng chứng về sự hydrat hóa ở các vùng nắng hơn.
Casey Honniball, tác giả chính, người đã công bố kết quả từ công trình luận văn tốt nghiệp của cô tại Đại học Hawaii tại Mānoa ở Honolulu, cho biết: “Trước khi quan sát SOFIA, chúng tôi biết rằng có một số loại hydrat hóa. “Nhưng chúng tôi không biết có bao nhiêu, nếu có, thực sự là các phân tử nước – giống như chúng ta uống hàng ngày – hoặc thứ gì đó giống như chất tẩy rửa cống rãnh.”
SOFIA đưa ra một phương tiện mới để ngắm Mặt trăng. Bay ở độ cao lên tới 45.000 feet, chiếc máy bay phản lực Boeing 747SP được sửa đổi này với kính viễn vọng đường kính 106 inch đạt tới trên 99% hơi nước trong bầu khí quyển của Trái đất để có được cái nhìn rõ ràng hơn về vũ trụ hồng ngoại. Sử dụng Vật thể mờ của nó được hạ tầng CAmera cho Kính viễn vọng SOFIA (FORCAST), SOFIA có thể thu được bước sóng cụ thể chỉ dành cho các phân tử nước, ở 6,1 micron và phát hiện ra một nồng độ tương đối đáng ngạc nhiên trong miệng núi lửa Clavius đầy nắng.
Honniball, người hiện là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, cho biết: “Nếu không có bầu khí quyển dày, nước trên bề mặt mặt trăng ngập nắng sẽ bị mất vào không gian. “Tuy nhiên, bằng cách nào đó chúng ta đang nhìn thấy nó. Có thứ gì đó đang tạo ra nước, và phải có thứ gì đó nhốt nó ở đó.”
Một số lực lượng có thể đóng vai trò trong việc cung cấp hoặc tạo ra nước này. Mưa nhỏ xuống bề mặt mặt trăng, mang theo một lượng nhỏ nước, có thể lắng đọng nước trên bề mặt mặt trăng khi va chạm. Một khả năng khác là có thể có một quá trình gồm hai bước, theo đó gió Mặt trời cung cấp hydro đến bề mặt Mặt trăng và gây ra phản ứng hóa học với các khoáng chất chứa oxy trong đất để tạo ra hydroxyl. Trong khi đó, bức xạ từ vụ bắn phá các vi vật liệu có thể biến hydroxyl đó thành nước.
Sau đó, nước được lưu trữ như thế nào – khiến nó có thể tích tụ – cũng đặt ra một số câu hỏi hấp dẫn. Nước có thể bị giữ lại thành các cấu trúc dạng hạt nhỏ trong đất hình thành do nhiệt độ cao tạo ra bởi các tác động của vi thiên thạch. Một khả năng khác là nước có thể bị ẩn giữa các hạt đất mặt trăng và được che chắn khỏi ánh sáng mặt trời – có khả năng làm cho nó dễ tiếp cận hơn một chút so với nước bị mắc kẹt trong các cấu trúc dạng hạt.
Đối với một nhiệm vụ được thiết kế để xem xét các vật thể mờ, xa như lỗ đen, cụm sao và thiên hà, sự chú ý của SOFIA về người láng giềng gần nhất và sáng nhất của Trái đất là một sự khởi hành từ công việc kinh doanh như thường lệ. Các nhà điều hành kính thiên văn thường sử dụng một camera dẫn đường để theo dõi các ngôi sao, giữ cho kính thiên văn luôn khóa chặt vào mục tiêu quan sát của nó. Nhưng Mặt trăng rất gần và sáng đến mức nó lấp đầy toàn bộ trường quan sát của camera dẫn đường. Không có ngôi sao nào nhìn thấy, không rõ liệu kính thiên văn có thể theo dõi Mặt trăng một cách đáng tin cậy hay không. Để xác định điều này, vào tháng 8 năm 2018, các nhà khai thác đã quyết định thử quan sát thử nghiệm.
Naseem Rangwala, dự án của SOFIA cho biết: “Thực tế, đây là lần đầu tiên SOFIA nhìn lên Mặt trăng, và chúng tôi thậm chí không hoàn toàn chắc chắn liệu chúng tôi có nhận được dữ liệu đáng tin cậy hay không, nhưng những câu hỏi về nước trên Mặt trăng buộc chúng tôi phải thử. nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA ở Thung lũng Silicon của California. “Thật không thể tin được rằng khám phá này xuất phát từ những gì về cơ bản là một cuộc thử nghiệm, và bây giờ chúng tôi biết mình có thể làm được điều này, chúng tôi đang lên kế hoạch cho nhiều chuyến bay hơn để quan sát nhiều hơn.”
Các chuyến bay tiếp theo của SOFIA sẽ tìm kiếm nước ở các vị trí có ánh nắng mặt trời bổ sung và trong các giai đoạn Mặt trăng khác nhau để tìm hiểu thêm về cách nước được sản xuất, lưu trữ và di chuyển trên Mặt trăng. Dữ liệu sẽ bổ sung vào công việc của các sứ mệnh Mặt trăng trong tương lai, chẳng hạn như Tàu thăm dò địa cực của NASA (VIPER), để tạo ra các bản đồ tài nguyên nước đầu tiên của Mặt trăng cho hoạt động thám hiểm không gian của con người trong tương lai.
Trong cùng một số tạp chí Nature Astronomy, các nhà khoa học đã công bố một bài báo sử dụng các mô hình lý thuyết và dữ liệu về Quỹ đạo thám hiểm Mặt trăng của NASA, chỉ ra rằng nước có thể bị mắc kẹt trong các bóng tối nhỏ, nơi nhiệt độ ở dưới mức đóng băng, trên Mặt trăng nhiều hơn dự kiến hiện tại. Kết quả có thể được tìm thấy ở đây.
“Nước là một nguồn tài nguyên quý giá, cho cả mục đích khoa học và cho các nhà thám hiểm của chúng tôi sử dụng”, Jacob Bleacher, nhà khoa học thăm dò chính của Ban Giám đốc Nhiệm vụ Hoạt động và Thám hiểm Con người của NASA cho biết. “Nếu chúng ta có thể sử dụng các nguồn tài nguyên ở Mặt trăng, thì chúng ta có thể mang theo ít nước hơn và nhiều thiết bị hơn để giúp tạo ra những khám phá khoa học mới.”
SOFIA là một dự án chung của NASA và Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức. Ames quản lý chương trình SOFIA, khoa học và các hoạt động sứ mệnh với sự hợp tác của Hiệp hội Nghiên cứu Không gian của các trường Đại học, có trụ sở chính tại Columbia, Maryland và Viện SOFIA của Đức tại Đại học Stuttgart. Máy bay được bảo trì và vận hành bởi Trung tâm Nghiên cứu Chuyến bay Armstrong, Tòa nhà 703 của NASA, ở Palmdale, California.
Tìm hiểu thêm về SOFIA tại: https://www.nasa.gov/sofia
Nguồn truyện:
Vật liệu do NASA cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Đa phương tiện liên quan :
Tham khảo Tạp chí :