siglo 20editar
Programa Apolo
La posibilidad de hielo en los pisos de los cráteres lunares polares fue sugerida por primera vez en 1961 por los investigadores de Caltech Kenneth Watson, Bruce C. Murray y Harrison Brown. Aunque se encontraron trazas de agua en muestras de roca lunar recogidas por los astronautas del Apolo, se asumió que esto era el resultado de la contaminación, y la mayoría de la superficie lunar generalmente se suponía que estaba completamente seca. Sin embargo, un estudio de 2008 de muestras de roca lunar reveló evidencia de moléculas de agua atrapadas en perlas de vidrio volcánico.,
la primera evidencia directa de vapor de agua Cerca de la Luna fue obtenida por el Apollo 14 ALSEP Suprathermal Ion Detector Experiment, SIDE, El 7 de marzo de 1971. Una serie de ráfagas de iones de vapor de agua fueron observadas por el espectrómetro de masas del instrumento en la superficie lunar cerca del sitio de aterrizaje del Apolo 14.
Luna 24
en febrero de 1978 los científicos soviéticos M. Akhmanova, B. Dement’EV, y M. Markov del Instituto Vernadsky de geoquímica y Química Analítica publicaron un artículo afirmando una detección de agua bastante definitiva., Su estudio mostró que las muestras devueltas a la Tierra por la sonda soviética Luna 24 de 1976 contenían aproximadamente 0.1% de agua en masa, como se ve en la espectroscopia de absorción infrarroja (a aproximadamente 3 µm (0.00012 in) de longitud de onda), a un nivel de detección aproximadamente 10 veces por encima del umbral.
Clementine
imagen compuesta de la región polar sur de la Luna, capturada por la sonda Clementine de la NASA durante dos días lunares. Las áreas permanentemente sombreadas podrían albergar hielo de agua.,
una evidencia propuesta de hielo de agua en la Luna llegó en 1994 de la sonda militar Clementine de los Estados Unidos. En una investigación conocida como el ‘experimento de radar bistático’, Clementine usó su transmisor para transmitir ondas de radio a las regiones oscuras del polo sur de la Luna. Los ecos de estas ondas fueron detectados por las grandes antenas parabólicas de la red del Espacio Profundo en la Tierra. La magnitud y polarización de estos ecos era consistente con una superficie helada en lugar de rocosa, pero los resultados no fueron concluyentes, y su significado ha sido cuestionado., Se utilizaron mediciones de radar basadas en la tierra para identificar las zonas que están en sombra permanente y, por lo tanto, tienen el potencial de albergar hielo lunar: las estimaciones de la extensión total de las zonas sombreadas hacia los polos de 87,5 grados de latitud son de 1.030 y 2.550 kilómetros cuadrados (400 y 980 millas cuadradas) para los polos norte y sur, respectivamente. Las simulaciones posteriores por computadora que abarcaban terreno adicional sugirieron que un área de hasta 14,000 kilómetros cuadrados (5,400 millas cuadradas) podría estar en sombra permanente.,
Lunar Prospector
La sonda Lunar Prospector, lanzada en 1998, empleó un espectrómetro de neutrones para medir la cantidad de hidrógeno en el regolito lunar cerca de las regiones polares. Fue capaz de determinar la abundancia de hidrógeno y su ubicación dentro de 50 partes por millón y detectó concentraciones de hidrógeno mejoradas en los polos norte y sur lunares. Estos fueron interpretados como indicativos de cantidades significativas de hielo de agua atrapado en cráteres permanentemente sombreados, pero también podrían deberse a la presencia del radical hidroxilo (•OH) químicamente unido a minerales., Sobre la base de datos de Clementine y Lunar Prospector, los científicos de la NASA han estimado que, si el hielo de agua superficial está presente, la cantidad total podría ser del orden de 1-3 kilómetros cúbicos (0.24–0.72 cu mi). En julio de 1999, al final de su misión, La sonda Lunar Prospector se estrelló deliberadamente contra el cráter Shoemaker, cerca del Polo Sur de la Luna, con la esperanza de que se liberaran cantidades detectables de agua. Sin embargo, las observaciones espectroscópicas desde telescopios terrestres no revelaron la firma espectral del agua.,
Cassini-Huygens
Más sospechas sobre la existencia de agua en la Luna fueron generadas por datos no concluyentes producidos por la misión Cassini-Huygens, que pasó por la Luna en 1999.
siglo 21editar
Deep Impact
en 2005, las observaciones de la Luna por la nave espacial Deep Impact produjeron datos espectroscópicos inconclusos que sugerían agua en la Luna. En 2006, las observaciones con el radar planetario de Arecibo mostraron que algunos de los retornos del radar Clementino casi polar, que anteriormente se afirmaba que eran indicativos de hielo, podrían estar asociados con rocas expulsadas de cráteres jóvenes., Si es cierto, esto indicaría que los resultados de neutrones de Lunar Prospector fueron principalmente de hidrógeno en formas distintas al hielo, como moléculas de hidrógeno atrapadas u orgánicos. Sin embargo, la interpretación de los datos de Arecibo no excluye la posibilidad de hielo de agua en cráteres permanentemente sombreados. En junio de 2009, la nave espacial Deep Impact de la NASA, ahora redesignada EPOXI, realizó más mediciones confirmatorias de hidrógeno durante otro sobrevuelo lunar.,
Kaguya
como parte de su programa de cartografía lunar, La sonda KAGUYA del Japón, lanzada en septiembre de 2007 para una misión de 19 meses, realizó observaciones de espectrometría de Rayos gamma desde la órbita que pueden medir la abundancia de diversos elementos en la superficie de la Luna. Los sensores de imágenes de alta resolución de la sonda KAGUYA de Japón no detectaron ningún signo de hielo de agua en cráteres permanentemente sombreados alrededor del polo sur de la Luna, y terminó su misión chocando contra la superficie lunar con el fin de estudiar el contenido de penachos de eyección.,
Chang’E 1
el Orbitador Chang’E 1 de la República Popular China, lanzado en octubre de 2007, tomó las primeras fotografías detalladas de algunas áreas polares donde es probable que se encuentre agua helada.
Chandrayaan-1
evidencia directa del Agua lunar en la Atmósfera Lunar obtenida por el perfil de salida de composición Altitudinal (CHACE) del Chandrayaan-1
imagen de la Luna tomada por el mapeador de mineralogía lunar., El azul muestra la firma espectral del hidróxido, el verde muestra el brillo de la superficie medido por la radiación infrarroja reflejada del sol y el rojo muestra un mineral llamado piroxeno.
La nave espacial ISRO Chandrayaan-1 de la India lanzó la sonda de impacto lunar (MIP) que impactó en el cráter Shackleton, del Polo Sur lunar, a las 20:31 del 14 de noviembre de 2008, liberando desechos subterráneos que se analizaron para detectar la presencia de hielo de agua., Durante su descenso de 25 minutos, el Explorador de composición Altitudinal de Chandra (CHACE) de la sonda de impacto registró evidencia de agua en 650 espectros de masa reunidos en la delgada atmósfera sobre la superficie de la Luna y líneas de absorción de hidroxilo en la luz solar reflejada.
el 25 de septiembre de 2009, la NASA declaró que los datos enviados desde su M3 confirmaron la existencia de hidrógeno en grandes áreas de la superficie de la Luna, aunque en bajas concentraciones y en forma de grupo hidroxilo ( · OH) químicamente unido al suelo. Esto apoya la evidencia anterior de los espectrómetros a bordo de las sondas Deep Impact y Cassini., En la Luna, La característica se ve como una absorción ampliamente distribuida que parece más fuerte en latitudes altas más frías y en varios cráteres feldespáticos frescos. La falta general de correlación de esta característica en los datos m3 iluminados por el sol con los datos de abundancia del espectrómetro de neutrones h sugiere que la formación y retención de OH y H2O es un proceso superficial en curso. Los procesos de producción de OH/H2O pueden alimentar trampas de frío polar y hacer del regolito lunar una fuente candidata de sustancias volátiles para la exploración humana.,
aunque los resultados de M3 son consistentes con los hallazgos recientes de otros instrumentos de la NASA a bordo de Chandrayaan-1, las moléculas de agua descubiertas en las regiones polares de la Luna no son consistentes con la presencia de depósitos gruesos de hielo de agua casi pura dentro de unos pocos metros de la superficie lunar, pero no descarta la presencia de pequeños (<∼10 cm (3.9 in)), Piezas discretas de hielo mezcladas con el regolito. El análisis adicional con M3 publicado en 2018 había proporcionado evidencia más directa de hielo de agua Cerca de la superficie a 20° de latitud de ambos polos., Además de observar la luz reflejada desde la superficie, los científicos utilizaron las capacidades de absorción del infrarrojo cercano del M3 en las áreas permanentemente sombreadas de las regiones polares para encontrar espectros de absorción consistentes con el hielo. En la región del Polo Norte, el hielo de agua está disperso en parches, mientras que está más concentrado en un solo cuerpo alrededor del Polo Sur. Debido a que estas regiones polares no experimentan las altas temperaturas (mayores de 373 Kelvin), se postuló que los polos actúan como trampas frías donde se recoge agua vaporizada en la Luna.,
en marzo de 2010, se informó de que el mini-SAR a bordo de Chandrayaan-1 había descubierto más de 40 cráteres permanentemente oscurecidos cerca del Polo Norte de la Luna que se supone que contienen un estimado de 600 millones de toneladas métricas de agua-hielo. La RCP alta del radar no es un diagnóstico único de rugosidad o hielo; el equipo científico debe tener en cuenta el entorno de las ocurrencias de la señal de RCP alta para interpretar su causa. El hielo debe ser relativamente puro y al menos un par de metros de espesor para dar esta firma., La cantidad estimada de hielo de agua potencialmente presente es comparable a la cantidad estimada de la Misión anterior de los datos de neutrones de Lunar Prospector.<| p> Lunar Reconnaissance Orbiter / Lunar Crater Observation and Sensing Satellite
Video generado a partir de las imágenes del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA que muestran áreas de sombra permanente. Las sombras realistas evolucionan a través de varios meses.,
el 9 de octubre de 2009, la etapa superior Centaur de su cohete portador Atlas V fue dirigida a impactar el cráter Cabeus a las 11:31 UTC, seguida poco después por la nave espacial Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) de la NASA que voló a través de la pluma de eyección.LCROSS detectó una cantidad significativa de grupo hidroxilo en el material arrojado desde un cráter del polo sur por un impactador; esto puede atribuirse a materiales que contienen agua, lo que parece ser «hielo de agua cristalina casi pura» mezclado en el regolito., Lo que realmente se detectó fue el grupo químico hidroxilo (*OH), que se sospecha que proviene del agua, pero también podrían ser hidratos, que son sales inorgánicas que contienen moléculas de agua Unidas químicamente. La naturaleza, concentración y distribución de este material requiere un análisis más profundo; el científico jefe de la misión Anthony Colaprete ha declarado que las eyecciones parecen incluir una gama de partículas de grano fino de agua cristalina casi pura-hielo. Un análisis definitivo posterior encontró que la concentración de agua era de «5.6 ± 2.9% por masa».,
el instrumento Mini-RF a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) observó el penacho de escombros del impacto del LCROSS orbiter, y se concluyó que el hielo de agua debe estar en forma de pequeños (< ~10 cm), piezas discretas de hielo distribuidas por todo el regolito, o como una capa delgada sobre granos de hielo. Esto, junto con observaciones de radar monostático, sugiere que el hielo de agua presente en las regiones permanentemente sombreadas de los cráteres polares lunares es poco probable que esté presente en forma de depósitos de hielo grueso y puro.,
los datos adquiridos por el detector de neutrones de exploración Lunar (lend) a bordo del LRO muestran varias regiones donde se suprime el flujo de neutrones epitermales de la superficie, lo que es indicativo de un mayor contenido de hidrógeno. El análisis posterior de los datos de LEND sugiere que el contenido de agua en las regiones polares no está directamente determinado por las condiciones de iluminación de la superficie, ya que las regiones iluminadas y sombreadas no manifiestan ninguna diferencia significativa en el contenido de agua estimado., De acuerdo con las observaciones de este instrumento por sí solo, » la baja temperatura superficial permanente de las trampas frías no es una condición necesaria y suficiente para mejorar el contenido de agua en el regolito.»
el examen del LRO laser altimeter del cráter Shackleton en el Polo Sur lunar sugiere que hasta el 22% de la superficie de ese cráter está cubierta de hielo.
inclusiones de fusión en muestras de Apolo 17
en mayo de 2011, Erik Hauri et al., reportó 615-1410 ppm de agua en inclusiones de fusión en la muestra lunar 74220, el famoso «Suelo de vidrio naranja» de alto contenido de titanio de origen volcánico recolectado durante la misión Apolo 17 en 1972. Las inclusiones se formaron durante erupciones explosivas en la Luna hace aproximadamente 3.7 mil millones de años.
esta concentración es comparable con la del magma en el manto superior de la Tierra. Aunque de considerable interés selenológico, este anuncio ofrece poco consuelo a los aspirantes a colonos lunares., La muestra se originó a muchos kilómetros por debajo de la superficie, y las inclusiones son tan difíciles de acceder que tardaron 39 años en detectarlas con un instrumento de microsonda iónica de última generación.
Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy
en octubre de 2020, los astrónomos informaron de la detección de agua molecular en la superficie iluminada por el sol de la luna por varios equipos científicos independientes, incluido el Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA)., La abundancia estimada es de aproximadamente 100 a 400 ppm, con una distribución en un rango de latitud pequeño, probablemente un resultado de la geología local y no un fenómeno global. Se sugirió que el agua detectada se almacena dentro de vasos o en huecos entre granos protegidos del duro ambiente lunar, lo que permite que el agua permanezca en la superficie lunar. Usando datos del Lunar Reconnaissance Orbiter, se demostró que además de las grandes regiones permanentemente sombreadas en las regiones polares de la Luna, hay muchas trampas frías sin mapear, lo que aumenta sustancialmente las áreas donde el hielo puede acumularse., Aproximadamente el 10-20% del área permanente de trampas frías para el agua se encuentra en «micro trampas frías» que se encuentran en sombras en escalas de 1 km a 1 cm, para un área total de ~40,000 km2, aproximadamente el 60% de los cuales está en el sur, y la mayoría de las trampas frías para el hielo de agua se encuentran en latitudes >80° debido a sombras permanentes.,
26 de octubre de 2020: en un artículo publicado en Nature Astronomy, un equipo de científicos utilizó SOFIA, un telescopio infrarrojo montado dentro de un jet jumbo 747, para hacer observaciones que mostraron evidencia inequívoca de agua en partes de la luna donde brilla el sol.»Este descubrimiento revela que el agua podría distribuirse a través de la superficie lunar y no limitarse a los lugares de sombra fría cerca de los polos lunares», dijo Paul Hertz, director de la división de Astrofísica de la NASA, durante una conferencia de prensa el lunes.