Як повідомляє Xinhua, китайські дослідники розробили новий метод масового отримання води шляхом реакції між місячним реголітом і ендогенним воднем. Їхнє дослідження було опубліковано в журналі The Innovation у четвер. Вивчення вмісту води на Місяці відіграє життєво важливу роль у будівництві майбутніх науково-дослідних баз і виживанні людей. Результати попередніх досліджень Місяця показали, що лід може існувати в природному стані на північному і південному полюсах Місяця і в його постійно затінених областях.
Однак вміст води в місячних мінералах вкрай малий — від 0,0001 до 0,02 відсотка, згідно з даними Інституту технології та інженерії матеріалів Нінбо (NIMTE) Китайської академії наук (CAS). Видобуток і використання води in situ на Місяці залишається складним завданням.
Нещодавно вчені з NIMTE, Інституту фізики КАН, Китайської академії космічних технологій, Лабораторії матеріалів озера Суншань, Нанкінського університету та Харбінського технологічного інституту використовували зразки місячного реголіту, привезені місією «Чан'е-5», для проведення відповідних досліджень різних місячних мінералів.
Вони виявили, що сонячний вітер протягом мільярдів років опромінював мінерали в місячному ґрунті і накопичив велику кількість водню. При нагріванні до високих температур водень вступає в реакцію з оксидами заліза в мінералах, утворюючи елементарне залізо і велику кількість води. Коли температура піднімається вище 1 000 градусів Цельсія, місячний ґрунт плавиться, а вода, що утворюється в результаті цієї реакції, виділяється у вигляді пари.
Дослідники підтвердили, що 1 г розплавленого місячного реголіту може генерувати 51-76 мг води. «Іншими словами, 1 тонна місячного реголіту може виробити понад 50 кг води, що може задовольнити щоденні потреби в питній воді 50 осіб на день», — говорить Ван Цзюньцян, професор NIMTE. Крім того, дослідники додатково вивчили відмінності у вмісті водню в різних місячних мінералах. Виявилося, що місячний ільменіт FeTiO3 містить найбільшу кількість водню, імплантованого сонячним вітром, серед п'яти основних мінералів, включно з ільменітом, плагіоклазом, олівіном, піроксеном та місячним склом, у місячному реголіті.
Експерименти з нагрівання in situ показали, що водень, який зберігся в місячних мінералах, є значним ресурсом для отримання води на Місяці. Дослідники детально вивчили атомну структуру місячного ільменіту. Вони виявили, що порівняно з ільменітом на Землі, відстань між атомами в місячному ґрунті значно збільшилася через присутність водню.
Результати моделювання показали, що в ільменіті місячного ґрунту є субнанотунелі, які можуть поглинати й накопичувати безліч атомів водню із сонячного вітру.
Експеримент також показав, що температура утворення води може бути знижена з 800 градусів Цельсія до 200 градусів Цельсія.
Цей результат може пояснити зміну розподілу водню на Місяці залежно від широти. Екваторіальне положення Місяця найбільш сильно опромінюється сонячним вітром, який містить багато електронів. Таким чином, більше водню відновлюється до водяної пари і випаровується, в той час як високі широти менше страждають від опромінення електронами сонячного вітру і можуть утримувати більше водню.
За словами представників NIMTE, ці відкриття дають змогу вперше поглянути на дослідження води на Місяці.
Зонд «Чан'є-5», що повернувся на Землю 17 грудня 2020 року, дістав 1731 грам місячних зразків, які складаються здебільшого з каміння і ґрунту з місячної поверхні.
