Vatn á tunglinu
Það er vatn á tunglinu.
Það er NASA sem slær þessu föstu og af miklu öryggi í formi tveggja vísindagreina sem hafa birst í tímaritinu Nature of Astronomy.
Þar með eru bæði fundnar öruggar vatnsuppsprettur á tunglinu og heppilegar staðsetningar fyrir búðir geimfara framtíðarinnar.
Endurvarp sólarljóss afhjúpar vatnssameindir á tunglinu
Vísindamenn NASA hafa rannsakað tunglið með flugsjónaukanum SOFIA.
Sjónaukanum er komið fyrir í Boeing 747 þotu sem flýgur svo hátt að hún fer yfir 99% allrar vatnsgufu í gufuhvolfinu og sjónaukinn greinir því innrauða geislun frá ýmsum himinhnöttum.
Tunglið rannsakað gegnum flugsjónauka
Hin nýja uppgötvun var gerð gegnum flugsjónaukann SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy).
Sjónaukinn er um borð í júmbóþotu af gerðinni Boeing 747 sem hefur verið sérstyrkt að aftanverðu til að koma í veg fyrir að skrokkurinn brotni þegar þotan er komin í 13.700 metra hæð og stjörnufræðingarnir opna fjögurra fermetra dyr á hlið vélarinnar.
Í svo mikilli flughæð hefur þessi stóri sjónauki útsýni til innrauðrar geislunar utan úr geimnum, geislunar sem ekki sést frá jörðu vegna þess að vatnsgufa í gufuhvolfinu drekkur hana í sig.
Margir himinhnettir senda orku nær einvörðungu frá sér í formi innrauðrar geislunar og til að skoða slíka hnetti duga þá ekki aðrir sjónaukar en þeir sem nema innrauða geislun eins og SOFIA.
Með innbyggðum litrófsmæli í hárri upplausn getur SOFIA greint einkenni mismunandi sameinda, t.d. í stjörnuþoku eða í gufuhvolfi plánetu.
Tækin hafa þegar greint ummerki eftir vatn í gufuhvolfi Mars og sömuleiðis fyrstu sameindir alheimsins.
Litrófsmælirinn í SOFIA-sjónaukanum getur greint mismunandi bylgjulengdir á innrauða sviðinu af mikilli nákvæmni.
Með litrófsmælinum hefur SOFIA greint innrauða geislun í því sólarljósi sem endurspeglast frá tunglinu en mismunandi sameindir taka til sín geislun á mismunandi bylgjulengdum áður en ljósið endurvarpast.
Vegna hárnákvæmrar upplausnar litrófsmælisins slá stjörnufræðingarnir því nú föstu að í endurkasti sólarljóssins megi greina ákveðin merki á bylgjulengdunum kringum 6 míkrómetra – og það getur aðeins stafað af einni tiltekinni sameind: H2O.
Fyrri rannsóknir hafa fundið svipuð ummerki vatns en í kringum 3 míkrómetra, þar sem frávikið gæti fræðilega séð stafað frá öðrum vetnisoxíðsamböndum. En sá vafi er nú ekki lengur til staðar.
Talið er að vatnssameindir séu um 100-400 af hverjum milljón eindum.
Skuggar halda vatninu föstu
Vatnið á tunglinu er fast í svokölluðum kuldagildrum en þær eru þannig staðsettar nálægt pólunum að þær eru alltaf í skugga.
Á þessum stöðum telja stjörnufræðingarnir að skugginn haldi vatninu föstu í ísformi og verndi það bæði gegn hita og þeirri öflugu geislun sem berst frá sólinni og er enn kröftugri fyrir þá sök að þarna er ekkert gufuhvolf.
Litrófsrannsóknir á tunglinu hafa sýnt vatnsís (rauðir deplar) á pólum tunglsins.
Á myndum frá gervihnettinum Lunar Reconnaissance Orbiter hafa stjörnufræðingarnir rannsakað magn íss í kuldagildrum allt frá 1 km niður í 1 sentimetra að þvermáli.
Samkvæmt niðurstöðum þeirra þekja kuldagildrurnar um 40.000 ferkílómetra eða um 0,1% af yfirborði tunglsins.
Vatnið gerir tunglið að eldsneytisstöð
Niðurstöðurnar sýna að vatn annað hvort myndast á tunglinu eða berst þangað á náttúrulegan hátt.
Hvernig sem vatnið er til komið gefur það geimferðalöngum framtíðarinnar skýrar leiðbeiningar um hvar þeir geti fundið vatn og það skiptir gríðarlegu máli í geimferðalögum framtíðarinnar.
Þetta mikla vatn dugar ekki aðeins til að sjá íbúum í bækistöðvum á tunglinu fyrir drykkjarvatni og súrefni í andrúmsloft, heldur verður líka unnt að vinna úr því mikið af eldsneyti í formi súrefnis og vetnis.
Bækistöðvar verða sjálfbærar
Vísindamenn eru farnir að skipuleggja varanlegar framtíðarbækistöðvar sem eiga að verða sjálfbærar hvað varðar vatn, súrefni og mat og til lengri tíma litið á að verða unnt að stunda þar námugröft og framleiða eldflaugaeldsneyti til leiðangra lengra út í sólkerfið.
Sólþiljur skila orku
Á daginn framleiða sólþiljur raforku fyrir íbúa, námuvinnslutæki og eldsneytisverksmiðjur. Að nóttu til eiga brunasellur að fullnægja orkuþörfinni með því að umbreyta súrefni og vetni í vatn.
Tungltrukkar bræða ís í vatn
Ís á yfirborði tunglsins er einkum að finna á botni djúpra og kaldra gíga. Námutrukkar eiga að fara um og bræða ísinn og safna vatninu í þar til gerða tanka.
Gróðurhús framleiða mat
Matjurtir, svo sem grænkál, kartöflur og tómatar verða ræktaðar í einangruðum gróðurhúsum þar sem rætur plantnanna verða baðaðar í næringarvökva og ljós kemur frá LED-lömpum.
Íveruhús vernda gegn geislun
Tunglið er berskjaldað fyrir geislun og loftsteinum. Uppblásanleg form fyrir íveruhús og vinnustaði verða flutt til tunglsins og þar þakin múrsteinum sem verða þrívíddarprentaðir á staðnum.
Súrefni og málmar í tunglrykinu
Í ryklaginu sem hylur tunglið er súrefni bundið í málmoxíðum. Súrefnið losnar við háan hita og snertingu við vetni. Málmar verða aukaafurð af þessari vinnslu.
Bækistöðvar verða sjálfbærar
Vísindamenn eru farnir að skipuleggja varanlegar framtíðarbækistöðvar sem eiga að verða sjálfbærar hvað varðar vatn, súrefni og mat og til lengri tíma litið á að verða unnt að stunda þar námugröft og framleiða eldflaugaeldsneyti til leiðangra lengra út í sólkerfið.
Sólþiljur skila orku
Á daginn framleiða sólþiljur raforku fyrir íbúa, námuvinnslutæki og eldsneytisverksmiðjur. Að nóttu til eiga brunasellur að fullnægja orkuþörfinni með því að umbreyta súrefni og vetni í vatn.
Tungltrukkar bræða ís í vatn
Ís á yfirborði tunglsins er einkum að finna á botni djúpra og kaldra gíga. Námutrukkar eiga að fara um og bræða ísinn og safna vatninu í þar til gerða tanka.
Gróðurhús framleiða mat
Matjurtir, svo sem grænkál, kartöflur og tómatar verða ræktaðar í einangruðum gróðurhúsum þar sem rætur plantnanna verða baðaðar í næringarvökva og ljós kemur frá LED-lömpum.
Íveruhús vernda gegn geislun
Tunglið er berskjaldað fyrir geislun og loftsteinum. Uppblásanleg form fyrir íveruhús og vinnustaði verða flutt til tunglsins og þar þakin múrsteinum sem verða þrívíddarprentaðir á staðnum.
Súrefni og málmar í tunglrykinu
Í ryklaginu sem hylur tunglið er súrefni bundið í málmoxíðum. Súrefnið losnar við háan hita og snertingu við vetni. Málmar verða aukaafurð af þessari vinnslu.
Þegar unnt verður að framleiða mikið magn af vatni og eldflaugaeldsneyti verður tunglið mikilvæg eldsneytisstöð fyrir bæði mannaðar og ómannaðar ferðir til Mars.
Og ef mannkynið fer fyrir alvöru að fikra sig utar í sólkerfið eftir 30 ár verða bæði vatns- og eldsneytisframleiðsla á tunglinu ómissandi þáttur í þeirri vegferð.
