Изследователи са намерили начин в лаборатория да освободят вода от

Изследователи са намерили метод в лаборатория да освободят вода от лунния прахуляк, което може да се употребява за доставяне с вода на бъдещи лунни бази.

Учените от дълго време знаят, че Луната е суха, само че последните галактически задачи са разкрили следи от водни пари в нейната хипер-слаба екзосфера – пласт от газ толкоз тъничък, че не може в действителност да се назова атмосфера.

Също по този начин са разкрили лед в непрекъснато затъмнените „ студени клопки “ на дъното на дълбоките кратери покрай южния полюс на Луната. Теориите за това, от кое място идва тази вода, са многочислени, вариращи от приключване на пара от дълбокия интериор на Луната, до лед, доставян на повърхността й от астероиди или комети.

Една от водещите теории е, че водата може да бъде създадена от слънчевия вятър, който се състои от високоенергийни частици, идващи от слънцето.

Сред тези частици са протоните, които са просто водородни атоми, лишени от техните електрони. С други думи, те са половината от това, което е нужно, с цел да се образува H2O.

Другата половина, кислородът, е несметен в минералите на лунните скали. Това значи, че когато високоенергийните протони се блъскат в лунните скали, последните могат да реагират с кислородните атоми в тях, с цел да се образува вода, която по-късно се освобождава в екзосферата.

За да разбере дали това в действителност може да работи, екип, управителен от Ралф Кайзер, физикохимик в Хавайския университет в Маноа, Съединени американски щати, организира два лабораторни опита.

Първо, те слагат прахообразни оливинови кристали – минерал, който е несметен на Луната, във вакуумна камера и ги охлаждат до 10 градуса по Келвин (минус 263 градуса по Целзий), температура, при която всяка вода, формирана в кристалите, би се натрупала до равнища, на които по-късно може да се мери.

Тъй като протоните не проникват доста надалеч в скалите, с цел да се направи процесът по-ефективен, се употребява прахообразен оливин. След това учените обливат симулирания лунен прахуляк с задоволително радиация, с цел да имитират безоблачен вятър в продължение на 300 години.

След това те нагряват скалите до 300 градуса по Келвин (27 градуса по Целзий). Скалите обаче не са изпуснали водни пари.

Други откриватели са опитвали сходен опит, споделя Кайзер, като някои от тях намират излъчвания на вода от скалите, а други не.
Най-вероятно, изяснява той, тези, които са намерили водни излъчвания, просто откриват вода от земната атмосфера, която в никакъв случай не е изцяло отстранени от вакуумните камери. Тази вода по-късно се е отлагала върху студените частици прахуляк, както росата на есенната трева.

„ Това се случва и в ледник – споделя Кайзер. – Ако имате студена повърхнина, на нея се натрупват всички типове отпадъци “.

За да преодолее този проблем, неговия екип стартира да употребява вакуумна камера, способна да държи ултра-тънък вакуум. След това, защото вакуумната камера не е съвършена, те облъчват симулирания лунен прахуляк с деутериеви йони вместо с водород.

Деутерият е форма на тежък водород, чието ядро е формирано от протон плюс неутрон, а не просто от протон.

Химически, той е еднакъв с водорода, само че на Земята е единствено 0,01%. Това значи, че всяка деутерирана вода, предавана от облъчените скали, би трябвало да се образува от бомбардирането с деутерий, вместо да е лабораторен замърсител.

Фактът, че в този опит не се отделя вода, не значи, че няма такава там. Тя може просто да е прекомерно компактно обвързвана с минералните частици, които се освобождават при умерени температури.

Например, споделя Кайзер, симулираните частици от слънчевия вятър може да са реагирали освен с кислорода в оливина, само че и със силиция, с цел да образуват вещество, известно като силанол, което има химическа нотация Si-OH (въпреки че в този случай би трябвало да бъде маркирано като Si-OD, в което „ D “ е деутерий).

Но слънчевото отопление не е единственият енергиен източник, който може да освободи вода от подобен химически комплекс. Освен че са затоплени от слънцето, споделя Кайзер, лунните скали непрекъснато се бомбардират от микрометеорити, при ударите от които, за малко време могат да се качат локалните температури до 1400 градуса по Келвин (или почти 1100 градуса по Целзий).

Екипът на Кайзер не е бил кадърен да загрее праха до температури, даже надалеч не толкоз високи. „ Не можем да отидем по-високо от 320 градуса по Келвин или ще унищожим нашата машина “, споделя той.

Вместо това, те „ бомбардират “ облъчения прахуляк с микро-избухвания от лазер, предопределен да симулира късите интервали на топлота, основана от микрометеоритните въздействия. И този път съумяват – получават вода.

„ Точно какво количество вода може да се образува по този метод е към момента неразбираемо “, споделя Кайзер, само че „ при нашите условия знаем, че няколко % от протоните могат да бъдат преобразувани по този метод “.
Това е значима констатация по две аргументи.

Първо, това е лабораторна проява (Кайзер я назовава доказателство за концепцията) на теорията, че водата на Луната може да е най-малко отчасти произлязла от протони в слънчевия вятър.

И второ, това също значи, че водата, уловена от лунния прахуляк, може да бъде скъп запас за бъдещите астронавти.

„ Ако желаеме колонизацията на Луната да се случи, хората се нуждаят от питейна вода “, споделя Кайзер. „ И освен това, само че водата може също да се трансформира във водородни и кислородни газове, които по-късно могат да се изгарят като доста належащо гориво “.

Изследването е оповестено в Proceedings of the National Academy of Sciences