Ученые-космонавты из Университета Нью-Гэмпшира и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА опубликовали свои результаты в Интернете в Journal of Geophysical Research (JGR): Planets. Ведущий автор статьи — ученый-исследователь Эндрю Джордан из Института изучения Земли, океанов и космоса (EOS) Университета Нью-Гэмпшира.Обнаружение молекулярного водорода на Луне стало неожиданным результатом миссии НАСА по наблюдению за лунным кратером (LCROSS), в результате которой отработанная ракета спутника LCROSS приземлилась на скорости 5600 миль в час в кратер Кабеус в постоянно затененной области Луны.
Эти регионы никогда не подвергались воздействию солнечного света и в течение миллиардов лет оставались при температуре, близкой к абсолютному нулю, таким образом сохраняя первозданную природу лунного грунта или реголита.Приборы на борту LCROSS, натренированные на образовавшемся огромном шлейфе обломков, обнаружили водяной пар и водяной лед, долгожданный карьер миссии, в то время как LRO, уже находившийся на орбите вокруг Луны, обнаружил молекулярный водород — сюрприз.«Проект LRO по картированию Lyman Alpha Mapping Project, или LAMP, обнаружил сигнатуру молекулярного водорода, которая была неожиданной и необъяснимой», — говорит Джордан.
В статье Джордана JGR «Образование молекулярного водорода из водяного льда в лунном реголите энергичными заряженными частицами» дано количественное объяснение того, как молекулярный водород, который состоит из двух атомов водорода и химически обозначается как H2, может образовываться под лунным слоем. поверхность.«После открытия было несколько идей о том, как может образоваться молекулярный водород, но ни одна из них, похоже, не работала в условиях кратера или при ударе ракеты». — говорит Джордан. «Наш анализ показывает, что галактические космические лучи, которые являются заряженными частицами, достаточно энергичными, чтобы проникать под поверхность Луны, могут диссоциировать воду, H2O, на H2 различными потенциальными путями».Этот анализ был основан на данных, собранных телескопом космических лучей для изучения эффектов излучения (CRaTER) на борту космического корабля LRO.
Джордан является членом научной группы CRaTER, которую возглавляет главный исследователь Натан Швадрон из EOS. Швадрон, соавтор статьи JGR, был первым, кто предложил энергичные частицы в качестве возможного механизма создания молекулярного водорода.CRaTER характеризует глобальную лунную радиационную среду путем измерения мощности дозы излучения галактических космических лучей и частиц солнечной энергии. Джордан говорит: «Мы использовали измерения CRaTER, чтобы понять, сколько молекулярного водорода было образовано из водяного льда с помощью заряженных частиц».
Компьютерная модель Джордана включала данные CRaTER и показала, что эти энергичные частицы могут образовывать от 10 до 100 процентов H2, измеренного LAMP.В исследовании отмечается, что сужение этого процентного диапазона требует экспериментов с ускорителями частиц на водяном льду, чтобы более точно измерить количество химических реакций, которые происходят на единицу энергии, выделяемой космическими лучами и частицами солнечной энергии.