Güneş yüzeyinden Ay yüzeyine enjekte edilen ve Ay toprağı parçacıklarının yüzeyinde zenginleştirilmiş yüksek hızlı hidrojen iyonlarının şematik bir tasviri Kredi: Prof. Lin Yangting’in grubu
Son zamanlarda, gelecekteki uzay araştırmalarındaki hayati rolü nedeniyle Ay yüzeyi suyunun bolluğu, dağılımı ve kaynağına çok fazla odaklanıldı.
Her ikisi de Çin Bilimler Akademisi’nin bir parçası olan Ulusal Uzay Bilim Merkezi ve Jeoloji ve Jeofizik Enstitüsü üyelerinden oluşan bir araştırma ekibi, Chang’e-5 misyonu tarafından toplanan toprak örneklerinin tane kenarlarının yüksek seviyelere sahip olduğunu keşfetti. hidrojen ve döteryumun hidrojene düşük oranı, ay suyunun güneş rüzgarından kaynaklandığı teorisiyle tutarlı.
Bulgular yayınlandı Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
Araştırmacılar, farklı sıcaklıklarda ay topraklarındaki hidrojenin korunmasına ilişkin simülasyonlar gerçekleştirdiler. Ay yüzeyinin orta ve yüksek enlem bölgelerinde GB kaynaklı suyun iyi korunabileceğini bulmuşlardır. Çalışmanın ilgili yazarı IGG’den Profesör Lin Yangting, “Kutup Ay toprakları Chang’e-5 örneklerinden daha fazla su içerebilir” dedi.
Önceki çalışmalar, Ay yüzeyindeki suyun (OH/H2O) enlem ve günün saatine (200 ppm’ye kadar) göre değiştiğini kanıtlamıştır. Böyle bariz bir değişiklik, ay yüzeyinden hızlı bir desorpsiyon oranı anlamına gelir.
Hepsi alçak enlemlere (8,97°G—26,13°K) inen altı Apollo ve üç Luna görevinin aksine, Chang’e-5 görevi orta enlem konumundan (43,06°K) toprak örnekleri getirdi. Ek olarak, Chang’e-5 örnekleri bilinen en genç ay bazaltlarından (2.0 Ga) ve en kuru bazalt tabanından toplandı. Bu nedenle, Chang’e-5 örnekleri, ay regolitinde GB’den türetilen suyun uzamsal-zamansal dağılımını ve tutulmasını ele almanın anahtarıdır.
Araştırmacılar, Chang’e-5 görevi tarafından geri gönderilen 17 ay toprağı tanesinde, hidrojen bolluğunun NanoSIMS derinlik profilli ölçümlerini aldılar ve döteryum/hidrojen oranlarını hesapladılar.
Sonuçlar, tane halkalarının çoğunluğunun (en üstteki ~100 nm), son derece düşük δD değerleri (-908 ‰ ila -992 ‰) ile yüksek hidrojen konsantrasyonları (1,116—2,516 ppm) sergilediğini ve bu da SW kökenli olduğunu gösterdi. Ay topraklarının tane boyutu dağılımına ve bunların hidrojen içeriğine bağlı olarak, uzaktan algılama sonucuyla tutarlı olarak, toplu GB’den türetilen su içeriğinin Chang’e-5 ay toprakları için 46 ppm olduğu tahmin edildi.
Tahılların bir alt kümesi üzerinde yapılan ısıtma deneyleri, SW-implante edilmiş hidrojenin gömüldükten sonra korunabileceğini gösterdi. Bu bilgiyi önceki verilerle birlikte kullanan araştırmacılar, Ay’daki toprak tanelerinde SW-hidrojeninin implantasyonu ve gaz çıkışı arasındaki dinamik dengenin bir modelini oluşturdular ve sıcaklığın (enlem) hidrojenin implantasyonu ve göçünde önemli bir rol oynadığını ortaya çıkardılar. ay topraklarında.
Bu modeli kullanarak, Ay’ın kutup bölgelerindeki tane halkalarında daha da fazla miktarda hidrojen olduğunu tahmin ettiler. Profesör Lin, “Bu keşif, Ay’daki su kaynaklarının gelecekteki kullanımı için büyük önem taşıyor” dedi. “Ayrıca, parçacık ayırma ve ısıtma yoluyla, Ay toprağında bulunan suyu kullanmak ve kullanmak nispeten kolaydır.”
Referans: Yuchen Xu, Heng-Ci Tian, Chi Zhang, Marc Chaussidon, Yangting Lin, Jialong Hao, Ruiying Li, Lixin Gu, Wei Yang, Liying tarafından yazılan “Orta enlemden ay topraklarında yüksek miktarda güneş rüzgarından türetilen su” Huang, Jun Du, Yazhou Yang, Yang Liu, Huaiyu He, Yongliao Zou, Xianhua Li ve Fuyuan Wu, 12 Aralık 2022, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2214395119