”Vesisykli kuuhun” on lause, jota monet ihmiset - mukaan lukien kuun tutkijat - eivät koskaan odottaneet kuulevansa. Tämä yllättävä uusi havainto kaikkialla olevasta vedestä Kuun pinnalta, jonka kolme eri avaruusalusta paljasti ja vahvisti viime vuonna, on ollut yksi kuun tutkijoiden viimeaikaisen keskustelun ja tutkimuksen pääaiheista. Kuitenkin on vaikea selvittää, kuinka vesi näyttää ja häviää kuukauden aikana. Kuten nyt, tutkijat epäilevät muutamia erilaisia prosesseja, jotka voisivat toimittaa vettä ja hydroksyyliä (OH) kuun pintaan: meteoriitit tai komeetat, jotka osuvat kuuhun, poistuvat kuuhun sisätiloista, tai aurinkotuuli vuorovaikutuksessa kuun regolithin kanssa. Mutta toistaiseksi mikään näiden prosessien yksityiskohdista ei lisää.
Dana Hurley Johns Hopkinsin yliopiston sovelletun fysiikan laboratoriosta on osa tutkijaryhmää, joka yrittää mallintaa kuunvesisykliä, ja hän keskusteli työstään NASA: n Lunar Science Institute -laitoksen kolmannessa vuosittaisessa kuukausifoorumissa Amesin tutkimuskeskuksessa 20. – 22. Heinäkuuta 2010. .
"Kun teemme mallin, oletamme, että vesi menettää tapauksena fotodissosiaatio, ja siten, että asetetaan aikataulu", Hurley kertoi Space Magazine -lehtelle. "Ja käyttämällä tätä aikataulua aurinko tuulen tai mikrometeoriittien kautta tuleva määrä ei voi lisätä havaittuun määrään, jos se on tasapainossa, joten jokin ei ole menossa."
Fotodissosiaatioon sisältyy aineen hajottaminen yksinkertaisemmiksi komponenteiksi auringonvalon säteilevän energian avulla.
Vaikuttaa siltä, että veden määrä vaihtelee kuun päivän aikana. Kaksi havaintoa viikossa spektrometrillä uudelleen asetetulle Deep Impact -alukselle (nykyään nimeltään EPOXI) osoitti, että alueella, joka oli lähellä Kuun terminaattoria aamunkoitteessa, oli havaittavissa oleva määrä vettä ja hydroksyyliä, ja viikkoa myöhemmin, kun se oli lähellä keskipäivää, aineet olivat poissa. Mutta uudella alueella aamunkoitteessa oli sitten H2O: ta ja OH: ta.
Yhden teorian mukaan vesi ja hydroksyyli muodostuvat osittain vetyioneista auringon tuulessa. Paikalliseen keskipäivään mennessä, kun kuu on lämpimin, jotkut vesi ja hydroksyyli menetetään. Iltaisin pinta jäähtyy jälleen, ja vesi ja hydroksyyli palaavat takaisin.
Mutta Hurley sanoi, vakaassa tilassa oleva aurinkotuuli ei toista havaittua veden ja hydroksyylin pintatiheyttä.
Lisäksi tarkastelemalla muita mahdollisia lähteitä - mikrometeoroidien ja komeetojen tunnettua lähteenopeutta - ei myöskään saada havaitun H20: n ja OH: n määrää.
"Haluamme todella saada paljon enemmän havaintoja ymmärtääksemme, miten se kehittyy päivän aikana", Hurley sanoi.
Hurley kertoi puheessaan, että hänen tiiminsä on yrittänyt tarkastella kaikkia mahdollisia näkökulmia ja ideoita, mukaan lukien viimeaikaiset suurempia komeetan osumia Kuussa tai mahdollisesti kausitapahtumaa, jossa talvipolttien kerääntynyt vesi voitaisiin vapauttaa, kun se lämpenee kesällä. Mutta toistaiseksi yhtäkään näistä ideoista ei ole testattu tai mallinnettu, eivätkä ne tarjoa ratkaisua havaittuun päivittäiseen vesisykliin.
Hän totesi myös, että koska tietysti tapahtuu ainutlaatuisia prosesseja, pinnan ja ilmakehän vuorovaikutus vaatii enemmän tutkimusta.
"Pinta ja ilmapiiri ovat kytketty toisiinsa", Hurley sanoi Space Magazine -haastattelussa. ”Ilmapiiri tuotetaan pinnasta; Kuussa ei ole ilmapiiriä, joka kestäisi pitkään ja sitä syntyy jatkuvasti ja häviää. Ja niin se tulee pinnalta, joko jostakin, joka tulee kuu-regolith-jyvistä tai jostakin, joka on vuorovaikutuksessa näiden jyvien kanssa, on se sitten aurinkotuuli tai jotain, joka vaikuttaa. Joten pinta on ilmakehän lähde ja ilmapiiri palaa takaisin ja on vuorovaikutuksessa pinnan kanssa uudelleen. Ja sinun on todella ymmärrettävä koko järjestelmä. "
Joten mikä on hänen paras arvauksensa veden lähteestä?
Hurley kertoi, että regolithissa on tapahduttava jonkinlainen kierrätys, ja ehkä monimutkainen pintakemia, joka sallii H20: n ja OH: n olla olemassa pidemmän aikaa, mikä selittää paremmin pintatiheyden.
"Olen tarkastellut sitä, mitä voi tapahtua ilmakehässä ja kuinka asiat hyppivät ympäri pinta ylöspäin ja sitten takaisin alas pintaan", hän sanoi. ”Kuun regoliti on melko löysä, ja nämä pienet hiukkaset ja kaasut voivat mennä alas regolitin sisällä ja olla yläosassa useiden senttimetrien sisällä ja toimia tiensä alas ja takaisin ulos. Joten siinä yläkerroksessa tapahtuu vaihto, joka toimii tavallaan säiliönä. Se on paras arvaukseni siitä, mitä tapahtuu. ”
