Sanatçının Çin’in Chang’e 5 ay örnek-dönüş uzay aracını gösteren illüstrasyonu. Kredi: CNSA/NASA
Çin’in ilk ay numunesi iade görevi Chang’e 5, 23 Kasım 2020’de başlatılan Çin Ay Keşif Programı’nın beşinci ay keşif görevidir. 1 Aralık 2020’de Kuzey Oceanus Procellarum’da aya indi. devasa bir volkanik kompleks, Mons Rümker.
Latince’de “Fırtınalar Okyanusu” anlamına gelen Oceanus Procellarum, geniş bir ay kısrağıdır – Ay’ın uzak tarafında eski asteroit çarpmalarının tetiklediği volkanik aktivitenin oluşturduğu karanlık, bazaltik bir ova. Latincede “denizler” olarak tercüme edilen Maria (kısrak için çoğul), ilk astronomlar onları gerçek denizlerle karıştırdıkları için bu şekilde adlandırılmıştır. Benzer şekilde, Oceanus Procellarum, 1.600 milden fazla uzandığı için engin boyutundan dolayı bir okyanus olarak adlandırıldı.
Oceanus Procellarum’daki iniş alanında Chang’e 5, 60 oz’dan fazla topladı. Yaklaşık 3 fit derinliğindeki bir çekirdekten ay örnekleri. Chang’e 5 Yükseltici, 3 Aralık’ta aydan kalktı ve Orbiter/Returner, örnekleri 16 Aralık 2020’de Dünya’ya iade etti. Bilim adamları, o zamandan beri örnekleri inceliyorlar.
Adı “Fırtınalar Okyanusu” anlamına gelen eski bir kısrak bazalt olan Ay’ın Oceanus Procellarum’undan alınan bu örnekler, artık en az bir bilimsel fırtınayı sakinleştirebilir: Ay suyunun kaynağı.
Çin’in aya iniş aracı Chang’E-5, 2020’de yerleşik spektral analiz yoluyla bazalt kayalarında ve toprağında su sinyalinin ilk gerçek zamanlı, yerinde kesin doğrulamasını sağladı. Bulgu, 2021’de toprak sahibinin iade ettiği örneklerin laboratuvar analiziyle doğrulandı. Şimdi, Chang’E-5 ekibi suyun nereden geldiğini belirledi.
Araştırmacılar sonuçlarını bugün (14 Haziran 2022) dergide yayınladılar. Doğa İletişimi.
“Dünyada ilk kez, ay numunelerindeki ‘su’ varlığını, şeklini ve miktarını incelemek için ay geri dönüş numunelerinin laboratuvar analizi sonuçları ve yerinde ay yüzeyi araştırmalarından elde edilen spektral veriler birlikte kullanıldı” dedi. Çin Bilimler Akademisi (NAOC) Ulusal Astronomik Gözlemevlerinden ortak yazar LI Chunlai. “Sonuçlar, Chang’E-5 iniş bölgesindeki suyun dağıtım özellikleri ve kaynağıyla ilgili soruyu doğru bir şekilde yanıtlıyor ve uzaktan algılama anket verilerindeki su sinyallerinin yorumlanması ve tahmini için temel bir gerçek sağlıyor.”
Chang’E-5, ay nehirlerini veya yaylarını gözlemlemedi; daha ziyade, uzay aracı Ay’ın yüzeyindeki kayalarda ve toprakta milyonda ortalama 30 hidroksil parçası tespit etti. Bir oksijen ve bir hidrojenden oluşan moleküller atom, suyun ana maddesi olduğu kadar, su moleküllerinin diğer maddelerle kimyasal olarak reaksiyona girmesinin en yaygın sonucudur. LI’nin “Ay hidrasyon özelliklerinin zayıf ucu” olarak adlandırdığı şeyi temsil etmesine rağmen, hidroksil, dumanın ateşlenmesi için ne olduğunu sulamak içindir: kanıt.
Chang’E-5 yerinde spektral ve laboratuvar numune analizinin şematik diyagramı. Yerleşik spektrometre tarafından elde edilen sekiz hiper spektrum, 2.85μm absorpsiyon gösterir. Hidroksil içeren Apatitsin bazalt kırıntısı Geri Saçılan Elektron Görüntüsünde görülmektedir. Piroksen (Pyx), Plajiyoklaz (Pl), İlmenit (İlm), Troilit (Tro). Kredi: CNSA/GRAS
Örnekler, Ay gününün en sıcak bölümünde, yüzeyin en kuru olduğu 200°F’ye (93°C) yakın sıcaklıklarda toplandı. Zamanlama aynı zamanda yeterince yüksek güçte hidrasyona katkıda bulunabilecek düşük güneş rüzgarlarıyla da çakışıyor.
Bu tür susuz koşullarda bile, hidrasyon sinyalleri hala ortaya çıktı – bu yüzden araştırmacılar sordu, nereden geldiler?
İlk olarak 11 kaya ve toprak örneğinde arazi aracının yerleşik ay mineralojik spektrometresi tarafından tespit edilen ve ayrıca örneklerin sekizi üzerinde beş ek çok parçalı laboratuvar analizi ile doğrulanan hidroksilin iki farklı kaynaktan geldiği bulundu. Tıpkı 1971’de toplanan ve 2000’lerin başında test edilen bir Apollo 11 örneğinde olduğu gibi, ay yüzeyine müdahale eden güneş rüzgarları tarafından yapılan camsı malzemede küçük bir kısım ortaya çıktı. Ancak Chang’E-5 numunesi, Apollo numunesi olarak sadece güneş rüzgarıyla üretilen, hidroksil içeren cam miktarının yaklaşık üçte birini içeriyordu.
Bu, güneş rüzgarının Chang’E-5 iniş sahasında gözlemlenen hidroksil içeriğine zayıf da olsa katkıda bulunduğunu gösteriyor. Chang’E-5 numunelerindeki hidroksilin büyük kısmı, doğal olarak Ay’da ve Dünya’da bulunan kristalimsi, fosfat açısından zengin bir mineral olan apatitte bulunuyordu.
LI, “Bu fazla hidroksil, Chang’E-5 ay örneklerinde ay kaynaklı iç suyun varlığını ve suyun geç ay bazaltik magmasının oluşumunda ve kristalleşmesinde önemli bir rol oynadığını gösteren, yerlidir” dedi. Oceanus Procellarum’un kısrak bazaltındaki Chang’E-5 iniş alanının bileşimine. “Ay suyunu ve kaynağını araştırarak, sadece Ay’ın değil, güneş sisteminin de oluşumu ve evrimi hakkında daha fazla şey öğreniyoruz. Buna ek olarak, ay suyunun gelecekteki insan ay yerinde kaynakları için destek sağlaması bekleniyor.”
Araştırmacılar, Chang’E-5’in halefleri Chang’E-6 ve Chang’E-7 ile sonraki ay keşiflerini planlıyorlar. LI’ye göre, kutup buzu da dahil olmak üzere ay suyunun kaynağını, dağılımını ve zamansal değişimini daha iyi anlamak için uzaktan algılama, yerinde algılama ve laboratuvar analizi yoluyla ay suyunu araştırmaya devam edecekler.
Referans: Jianjun Liu, Bin Liu, Xin Ren, Chunlai Li, Rong Shu, Lin Guo, Songzheng Yu, Qin Zhou, Dawei tarafından “Chang’E-5 in-situ spektrumlarından ay yüzeyindeki suyun kanıtı ve geri dönen numuneler” Liu, Xingguo Zeng, Xingye Gao, Guangliang Zhang, Wei Yan, Hongbo Zhang, Lihui Jia, Shifeng Jin, Chunhua Xu, Xiangjin Deng, Jianfeng Xie, Jianfeng Yang, Changning Huang, Wei Zuo, Yan Su, Weibin Wen ve Ziyuan Ouyang, 14 Haziran 2022, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-022-30807-5