Még több víz a Holdon!

A héten hozta nyilvánosságra a NASA, hogy a Holdon ott is talált vizet, ahol korábban nem is remélte volna. A Hold egyenlítőjének közelében mutatták ki a jelenlétét, ahol – légkör hiányában – a felszín hőmérséklete több száz fokos is lehet, amely hőmérsékleten el kellene párolognia.

Ez egy igazi tudományos felfedezés, amelyhez elég rögös út vezetett. Az már évekkel ezelőtt megjelent a hírekben, hogy a Hold körül keringő műholdak vizet találtak a Hold pólusai körüli kráterekben, ott, ahová nem süt be a nap. Az erről szóló híradások elegánsan átsiklottak azon, hogy a mérésekből nem a víz, hanem a hidroxil csoportok jelenlétét tudták kimutatni. (A hidroxil csoport olyan része a molekuláknak, ahol az oxigénhez legalább egyik oldalról egy hidrogén csatlakozik.) Bár nem valószínű, hogy más anyag – mondjuk alkohol – lenne a Holdon, de azért a tudósok meg akartak bizonyosodni arról, hogy tényleg vizet találtak-e.

Újabb műholdat nem lehetett csak úgy a Holdhoz küldeni, a Hold körül keringő műholdakon pedig nem volt olyan műszer, amely a Hold felől érkező sugárzásból egyértelműen el tudta volna dönteni, hogy tényleg vízmolekulák vannak-e a Hold felszínén.

A rendelkezésre álló földi eszközökből kellett összerakni egy kísérletet. Szerencsére a NASA-nak van egy olyan repülőgépe (SOFIA, egy álalakított Boeing 747), amelybe az elemzést végző műszert, a FORCAST spektroszkópot beszerelhették, ez elé egy olyan távcsövet szereltek, amely a beérkező sugárzást (fényt) összegyűjti. A távcső tükrének átmérője 2,5 méter, ezért a repülő oldalán van egy 3 méteres luk, amelyen ki tud nézni.  A repülő 15 km magasan a sztratoszférában repül, pont azért, mert efölött a magasság felett már csak nagyon kevés víz van a légkörben, ami a mérési eredményeket torzíthatná. A távcsőnek olyan speciális stabilizáló berendezése van, hogy a repülőút során, több percen keresztül a Hold felszínének ugyanazon darabkájára lehetett irányítani.

Az elemzést végző spektroszkóp egy olyan berendezés, amely a beérkező infravörös sugárzást nagyon részletesen tudja vizsgálni, meg tudja mérni, hogy a különböző hullámhosszokon mennyi sugárzás érkezik a műszerbe. A mérésből fel lehet rajzolni az adott vizsgált Hold felszín felület spektrumát, és a spektrum a hullámhossz függvényében felrajzolva általában valamilyen sima lefutású görbe. Ha egy ilyen műszert egy olyan felületre irányítanak, ahol víz is van, akkor bizonyos, a vízre jellemző hullámhosszaknál lecsökken a felületről érkező sugárzás mennyisége, és ezeknél a hullámhosszaknál a spektrumgörbe bemélyed. A felület minél több vizet tartalmaz, a bemélyedés annál nagyobb. Ezzel a méréssel egy felületről érkező sugárzás spektrumát elemezve meg lehet határozni, hogy mennyi vizet tartalmaz a felület.

A víz jellegzetes elnyelési hullámhosszai az infravörös tartományban a 3 és a 6 mikrométernél vannak, de a Hold körül keringő műholdak csak a 3 mikronos hullámhosszat vizsgálták. Azonban mivel a 3 mikronos hullámhosszú sugárzást a hidroxil gyökök is elnyelik, ezért azokból a műholdas adatokból, amiket nem mértek a 6 mikronos tartományban, nem lehetett egyértelműen eldönteni, hogy víz, vagy hidroxil gyökök jelenléte okozza-e a görbe bemélyedését a 3 mikronos hullámhossznál.

A repülőre szerelt spektrométert a Hold Déli pólus közelében levő Clavius kráter felé irányították, és a spektrumon egyértelműen látszódott nem csak a 3, hanem a 6 mikronnál lévő elnyelődés is, ezzel tehát sikerült igazolni a víz jelenlétét.

Miből lett mégis a világhír? Abból, hogy ellenőrzésképpen megvizsgáltak egy, a Hold egyenlítőjén fekvő terület is, a Mare Serenitatis-t. A spektrumgörbét elemezve meglepve tapasztalták, hogy itt is van víz. A mennyiségét is meg tudták becsülni, 100 és 400 ppm (pars per million, milliomod rész) közé teszik, ami annyi, mint ha egy köbméter talajban egy sörös doboznyi víz lenne. Ez nem valami sok, mert ennél még a földi sivatagokban is több víz van a homok közt, de nem is reménytelenül kevés, mert ezt majd fel lehet használni a Holdon a Mars utazáshoz szükséges üzemanyag előállítására!

Bár azt még mindig nem értjük, hogy hogyan tud a víz megmaradni ott, ahol a napsugárzás hatására el kellene párolognia, de reméljük, hogy tényleg ott van, és a 2024-re tervezett ARTEMIS expedíció űrhajósai meg is találják…