20th centuryEdit
Apollo Program
möjligheten till IS i polar lunar craters golv föreslogs först 1961 av Caltech-forskarna Kenneth Watson, Bruce C. Murray och Harrison Brown. Även om spårmängder av vatten hittades i månstensprover som samlats in av Apollo astronauter, antogs detta vara ett resultat av förorening, och majoriteten av månytan antogs generellt vara helt torr. Men en 2008-studie av månstensprover avslöjade bevis på vattenmolekyler fångade i vulkaniska glaspärlor.,
det första direkta beviset på vattenånga nära månen erhölls av Apollo 14 ALSEP Suprathermal Ion Detector Experiment, sida, den 7 mars 1971. En serie skurar av vattenånga joner observerades av instrumentet masspektrometer vid månytan nära Apollo 14 landningsplats.
Luna 24
i februari 1978 publicerade sovjetiska forskare M. Akhmanova, B. Dement ’ EV och M. Markov från Vernadsky Institute of geokemi och analytisk kemi ett papper som hävdade att vatten upptäcktes ganska slutgiltigt., Deras studie visade att proverna återvände till jorden av 1976 sovjetiska sonden Luna 24 innehöll ca 0,1% vatten i massa, vilket ses i infraröd absorptionsspektroskopi (vid ca 3 µm (0.00012 i) våglängd), vid en detekteringsnivå ca 10 gånger över tröskeln.
Clementine
sammansatt bild av månens södra polarregion, fångad av NASA: s Clementine sond under två måndagar. Permanent skuggade områden kan hysa vatten is.,
ett föreslaget bevis på vattenisen på månen kom 1994 från USA: s militära Clementine sond. I en undersökning som kallas ”bistatisk radar experiment”, Clementine använde sin sändare för att stråla radiovågor i de mörka delarna av den södra polen av månen. Ekon av dessa vågor upptäcktes av de stora parabolantennerna i det djupa Rymdnätet på jorden. Omfattningen och polariseringen av dessa ekon överensstämde med en isig snarare än stenig yta, men resultaten var ofullständiga och deras betydelse har ifrågasatts., Jordbaserade radarmätningar användes för att identifiera de områden som är i permanent skugga och därmed har potential att hysa månens is: uppskattningar av den totala omfattningen av skuggade områden poleward av 87,5 grader latitud är 1,030 och 2,550 kvadratkilometer (400 och 980 kvm mi) för norra och södra polerna, respektive. Efterföljande datorsimuleringar som omfattar ytterligare terräng föreslog att ett område upp till 14 000 kvadratkilometer (5,400 kvm) kan vara i permanent skugga.,
Lunar Prospector
Lunar Prospector probe, som lanserades 1998, använde en neutronspektrometer för att mäta mängden väte i månregoliten nära polarregionerna. Det kunde bestämma väte överflöd och plats till inom 50 delar per miljon och detekterade förbättrade väte koncentrationer vid månens Nord-och Sydpolen. Dessa tolkades som ett tecken på betydande mängder vattenis som fångats i permanent skuggade kratrar, men kan också bero på närvaron av hydroxylradikalen (•OH) kemiskt bunden till mineraler., Baserat på data från Clementine och Lunar Prospector har NASA-forskare uppskattat att om ytvatten is är närvarande kan den totala kvantiteten vara i storleksordningen 1-3 kubikkilometer (0.24–0.72 cu mi). I juli 1999, i slutet av sitt uppdrag, kraschades Månprospektorsonden avsiktligt i Skomakarkratern, nära månens sydpol, i hopp om att detekterbara mängder vatten skulle befrias. Spektroskopiska observationer från markbaserade teleskop avslöjade emellertid inte den spektrala signaturen av vatten.,
Cassini-Huygens
fler misstankar om förekomsten av vatten på månen genererades av ofullständiga data som producerades av Cassini–Huygens mission, som passerade månen 1999.
21 centuryEdit
Deep Impact
2005, observationer av månen av Deep Impact rymdfarkosten producerade ofullständiga spektroskopiska data som tyder på vatten på månen. I 2006 visade observationer med Arecibo planetary radar att några av de nära polära Clementine radarreturer, som tidigare påstås vara vägledande för IS, istället kan associeras med stenar utstötta från unga kratrar., Om det är sant skulle detta indikera att neutronresultatet från Månprospektorn huvudsakligen var från väte i andra former än is, såsom fångade vätemolekyler eller organiska ämnen. Ändå utesluter tolkningen av Arecibo-data inte möjligheten till vatteris i permanent skuggade kratrar. I juni 2009, NASA: s Deep Impact rymdfarkoster, nu redesignated EPOXI, gjorde ytterligare bekräftande bundna vätemätningar under en annan lunar flyby.,
Kaguya
som en del av sitt lunar mapping program, Japans Kaguya sond, lanserades i September 2007 för en 19-månaders uppdrag, utfört gammastrålespektrometri observationer från omloppsbana som kan mäta överflödet av olika element på Månens yta. Japans Kaguya probes högupplösta bildsensorer misslyckades med att upptäcka några tecken på vattenis i permanent skuggade kratrar runt månens sydpol, och det slutade sitt uppdrag genom att krascha in i månens yta för att studera ejecta-pluminnehållet.,
Chang ’E 1
Folkrepubliken Kinas Chang’ E 1 orbiter, som lanserades i oktober 2007, tog de första detaljerade fotografierna av några polära områden där isvatten sannolikt kommer att hittas.
Chandrayaan-1
direkta bevis på månvatten i månens atmosfär erhållen av Chandrayaan-1: s Altitudinsammansättning (CHACE) utgångsprofil
bild av månen tagen av månen Mineralogy Mapper., Blå visar spektral signatur av hydroxid, grön visar ljusstyrkan på ytan mätt genom reflekterad infraröd strålning från solen och rött visar ett mineral som kallas pyroxen.
Indien ISRO: s rymdfarkoster Chandrayaan-1 släppt Månen Påverkar Sond (MIP) som påverkade Shackleton Kratern, av månens sydpol, kl 20:31 den 14 November 2008 släpper under ytan skräp som analyserades för förekomst av vatten och is., Under sin 25-minuters nedstigning registrerade slagsondens Chandra ’ s Altitudinal Composition Explorer (CHACE) bevis på vatten i 650 masspektra samlades i den tunna atmosfären ovanför månens yta och hydroxylabsorptionslinjer i reflekterat solljus.
den 25 September 2009 förklarade NASA att data som skickades från M3 bekräftade förekomsten av väte över stora delar av månens yta, om än i låga koncentrationer och i form av hydroxylgrupp ( · OH) kemiskt bunden till jord. Detta stöder tidigare bevis från spektrometrar ombord på Deep Impact och Cassini sonder., På månen ses funktionen som en utbredd absorption som verkar starkast vid svalare höga breddgrader och vid flera färska feldspatiska kratrar. Den allmänna bristen på korrelation av denna funktion i solbelysta M3 data med neutron-spektrometer H överflöd data tyder på att bildandet och upprätthållandet av OH och H2O är en pågående surficial processen. OH / H2O produktionsprocesser kan mata polära kalla fällor och göra lunar regolith en kandidat källa till flyktiga ämnen för mänsklig utforskning.,
Även om M3-resultaten överensstämmer med de senaste resultaten från andra NASA-instrument ombord Chandrayaan-1, överensstämmer de upptäckta vattenmolekylerna i månens polära regioner inte med närvaron av tjocka avlagringar av nästan ren vattenis inom några meter från månens yta, men det utesluter inte närvaron av små (<10 cm (3.9 in)), diskreta isbitar blandade med regoliten. Ytterligare analys med M3 publicerad i 2018 hade lämnat mer direkta bevis på vattenisen nära ytan inom 20 ° latitud för båda polerna., Förutom att observera reflekterat ljus från ytan använde forskare M3: s nära infraröda absorptionsförmåga i de permanent skuggade områdena i polarområdena för att hitta absorptionsspektra som överensstämmer med is. I Nordpolen är vattenisen utspridd i fläckar, medan den är mer koncentrerad i en enda kropp runt sydpolen. Eftersom dessa polarregioner inte upplever de höga temperaturerna (större än 373 Kelvin), var det postulerat att polerna fungerar som kalla fällor där förångat vatten samlas på månen.,
i mars 2010 rapporterades det att Mini-SAR ombord Chandrayaan-1 hade upptäckt mer än 40 permanent mörkade kratrar nära månens nordpol som antas innehålla uppskattningsvis 600 miljoner ton vatten-is. Radarns höga HLR är inte unikt diagnostisk av antingen grovhet eller is.Vetenskapsteamet måste ta hänsyn till miljön i förekomsterna av hög HLR-signal för att tolka orsaken. Isen måste vara relativt ren och minst ett par meter tjock för att ge denna signatur., Den beräknade mängden vattenis som eventuellt finns är jämförbar med den mängd som beräknats från det tidigare uppdraget för Lunar Prospectors neutrondata.
Lunar Reconnaissance Orbiter / Lunar Crater Observation och Sensing Satellite
Video som genereras från NASA: s Lunar Reconnaissance Orbiter bilder som visar områden av permanent skugga. Realistiska skuggor utvecklas genom flera månader.,
På oktober 9, 2009, Centaur övre delen av dess Atlas V för bärraketer som var riktad till påverkan kratern Cabeus vid 11:31 UTC, som följdes inom kort av NASA: s Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) rymdskepp som flög genom ejecta plym.LCROSS upptäckte en betydande mängd hydroxylgrupp i materialet som kastades upp från en sydpolarkrater av en provkropp; detta kan hänföras till vattenbärande material-vad som verkar vara ”nära Rent kristallint vatten-is” Blandat i regoliten., Vad som faktiskt upptäcktes var den kemiska gruppen hydroxyl (*OH), som misstänks vara från vatten, men kan också vara hydrater, vilka är oorganiska salter innehållande kemiskt bundna vattenmolekyler. Naturen, koncentrationen och distributionen av detta material kräver ytterligare analys; chief mission scientist Anthony Colaprete har sagt att ejecta verkar innehålla en rad finkorniga partiklar av nära Rent kristallint vatten-is. En senare definitiv analys visade att vattenkoncentrationen var ”5,6 ± 2,9 viktprocent”.,
Mini-RF-instrumentet ombord på Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) observerade skräp av skräp från inverkan av LCROSS orbiter, och man drog slutsatsen att vattenisen måste vara i form av små (< ~10 cm), diskreta isbitar fördelade över hela regoliten eller som tunn beläggning på iskorn. Detta, i kombination med monostatiska radarobservationer, tyder på att vattenisen som finns i de permanent skuggade regionerna i månens polära kratrar sannolikt inte kommer att vara närvarande i form av tjocka, rena isavlagringar.,
de data som förvärvats av instrumentet Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) ombord på LRO visar flera regioner där det epitermiska neutronflödet från ytan undertrycks, vilket indikerar ökat väteinnehåll. Ytterligare analys av LEND-data tyder på att vattenhalten i polarområdena inte direkt bestäms av ytbelysningsförhållandena, eftersom upplysta och skuggade områden inte uppvisar någon signifikant skillnad i den uppskattade vattenhalten., Enligt observationer av detta instrument enbart, ” den permanenta låga yttemperaturen av kalla fällor är inte ett nödvändigt och tillräckligt villkor för förbättring av vattenhalten i regoliten.”
LRO laser höjdmätarens undersökning av Shackleton kratern vid månens sydpol föreslår upp till 22% av ytan på den kratern är täckt av is.
Smälta inneslutningar i Apollo 17 prover
I Maj 2011, Erik Hauri et al., rapporterade 615-1410 ppm vatten i smälta inneslutningar i månprov 74220, den berömda High-titanium ”orange glas jord” av vulkaniskt ursprung samlas under Apollo 17 uppdrag 1972. Inklusionerna bildades under explosiva utbrott på månen för ungefär 3,7 miljarder år sedan.
denna koncentration är jämförbar med magma i jordens övre mantel. Även om det är av stort selenologiskt intresse, ger detta meddelande lite tröst till blivande månkolonister., Provet härstammar många kilometer under ytan, och inklusionerna är så svåra att komma åt att det tog 39 år att upptäcka dem med ett toppmodernt jonmikroprobinstrument.
stratosfäriska observatoriet för infraröd Astronomi
i oktober 2020 rapporterade astronomer att upptäcka molekylärt vatten på månens solbelysta yta av flera oberoende vetenskapliga team, inklusive stratosfäriska observatoriet för infraröd Astronomi (SOFIA)., Den uppskattade mängden är ca 100 till 400 ppm, med en fördelning över ett litet latitudomfång, sannolikt ett resultat av lokal geologi och inte ett globalt fenomen. Det föreslogs att det detekterade vattnet lagras i glasögon eller i hålrum mellan korn skyddade från den hårda månmiljön, vilket gör att vattnet kan förbli på månens yta. Med hjälp av data från Lunar Reconnaissance Orbiter visades det att förutom de stora, permanent skuggade regionerna i månens polära regioner finns det många omärkta kalla fällor, vilket väsentligt förstärker de områden där is kan ackumuleras., Cirka 10-20% av den permanenta kallfällan för vatten finns i ”micro cold fällor” som finns i skuggor på skalor från 1 km till 1 cm, för en total yta på ~ 40.000 km2, varav cirka 60% är i söder, och en majoritet av kalla fällor för vatten Is finns på breddgrader >80° på grund av permanenta skuggor.,
26 oktober 2020: i ett papper som publicerades i Nature Astronomy använde ett team av forskare SOFIA, ett infrarött teleskop monterat inuti en 747 jumbojet, för att göra observationer som visade otvetydiga bevis på vatten på delar av månen där solen skiner.”Denna upptäckt avslöjar att vatten kan distribueras över månens yta och inte begränsat till de kalla skuggade platserna nära månstolparna”, säger Paul Hertz, chef för NASA: s astrofysikavdelning, under en presskonferens på måndag.