Water op de maan
Er is water op de maan.
Dat stelt NASA met ongekende zekerheid in twee wetenschappelijke artikelen, die zojuist zijn gepubliceerd in Nature Astronomy.
Daarmee hebben toekomstige astronauten een zekere bron van water op de maan en is de potentieel optimale bouwgrond voor een maanbasis gevonden.
Gereflecteerd zonlicht verraadt watermoleculen op de maan
NASA-wetenschappers hebben de maan onderzocht met de vliegende telescoop SOFIA.
Vanaf zijn plek in een Boeing 747 vliegt de telescoop boven 99 procent van de waterdamp. Daardoor kan hij de infrarode warmtestraling van verschillende hemellichamen observeren.
In tegenstelling tot ruimtetelescopen kan SOFIA elke keer dat het vliegtuig landt, worden bijgewerkt en aangepast.
Vliegende telescoop bestudeert de maan
De nieuwe ontdekking is gedaan door de vliegende telescoop Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA).
De telescoop zit in een Boeing 747, die achteraan versterkt is, zodat de romp niet breekt als de astronomen op 13.700 meter hoogte een 4 vierkante meter grote schuifdeur openen.
Van daaruit heeft de 2,5 meter grote telescoop Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy, SOFIA, zicht op de infrarode warmtestraling in de ruimte. Die is vanaf de aarde niet te zien, want waterdamp in de atmosfeer absorbeert de straling.
Veel hemellichamen zenden vrijwel al hun energie uit als infrarode straling, en telescopen als SOFIA zijn vaak de enige manier om ze te observeren.
SOFIA kan met behulp van een ingebouwde spectrometer met een extreem hoge resolutie de signatuur opvangen van verschillende moleculen in bijvoorbeeld een sterrennevel of de atmosfeer van een planeet.
De instrumenten hebben eerder sporen van waterdamp gevonden in de atmosfeer van Mars en het eerste molecuul in het heelal.
SOFIA heeft een spectrometer, die scherp kan stellen op extreem specifieke golflengten in het infrarode spectrum.
Met dit instrument heeft SOFIA infrarode straling onderzocht in het zonlicht dat door het maanoppervlak wordt gereflecteerd. Verschillende moleculen nemen verschillende golflengten in de straling op voordat deze wordt gereflecteerd.
Dankzij de hoge resolutie van de spectrometer stellen de astronomen nu vast dat het weerkaatste licht een bepaalde signatuur afgeeft in een deel van het spectrum rond 6 micrometer, en dat kan slechts door één molecuul komen: H2O.
Eerdere onderzoeken hebben vergelijkbare bewijzen gevonden voor water, maar dan bij circa 3 micrometer, waarbij de afwijking theoretisch ook zou kunnen worden veroorzaakt door een hydroxylverbinding. Die twijfel is nu uitgesloten.
100-400 op de miljoen deeltjes zouden water zijn.
Maanwater zit in de val
Het water kan op Mars alleen overleven in zogeheten cold traps, plekken die zich door hun locatie dicht bij de polen permanent in de schaduw bevinden.
Volgens astronomen wordt het water door de schaduw gevangen als ijs en beschermd tegen bijvoorbeeld warmte en tegen de heftige straling van de zon, waaraan de maan door het ontbreken van een atmosfeer blootstaat.
Spectroscopische onderzoeken van de maan hebben kraters van ijs (rode stippen) aangetoond aan de polen van de maan.
Met foto’s van de ruimtesonde Lunar Reconnaissance Orbiter is de omvang van cold traps met een diameter van 1 kilometer tot slechts 1 centimeter onderzocht.
En volgens de analyses is circa 40.000 vierkante kilometer (0,1 procent) van de maan aan beide polen bedekt met cold traps die potentieel water bevatten.
Water maakt van maan tankstation
De resultaten van de twee nieuwe onderzoeken wijzen uit dat water ofwel ontstaat op de maan, of er via natuurlijke processen belandt.
Wat de oorsprong ook is, we weten nu beter waar we naar water moeten zoeken, en dat is cruciaal met betrekking tot komende missies.
Het vele water kan niet alleen bewoners van een maanbasis van water en zuurstof voorzien, maar is ook te gebruiken om grote hoeveelheden raketbrandstof te produceren in de vorm van zuurstof en waterstof.
Nu blijkt dat er op de maan veel water en raketbrandstof kunnen worden gemaakt, zal de maanbasis een beslissende rol krijgen als tankstation voor bemande en onbemande missies naar Mars.
Als we over 30 jaar verder het zonnestelsel in gaan, kunnen watermijnen en brandstoffabrieken op de maan een lucratieve onderneming worden.