Los científicos de la NASA muestran cómo se pueden fabricar los ingredientes del agua en la superficie de la luna, una fábrica de productos químicos. Crédito:Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / Ernie Wright
Cuando una corriente de partículas cargadas conocida como viento solar se desplaza sobre la superficie de la Luna a 450 kilómetros por segundo (o casi 1 millón de millas por hora), enriquecen la superficie de la Luna en ingredientes que podrían producir agua, Los científicos de la NASA lo han encontrado.
Usando un programa de computadora, Los científicos simularon la química que se desarrolla cuando el viento solar golpea la superficie de la Luna. Mientras el Sol envía protones a la Luna, ellos encontraron, esas partículas interactúan con electrones en la superficie lunar, haciendo átomos de hidrógeno (H). Estos átomos luego migran a través de la superficie y se adhieren a los abundantes átomos de oxígeno (O) unidos a la sílice (SiO2) y otras moléculas portadoras de oxígeno que forman el suelo lunar. o regolito. Juntos, el hidrógeno y el oxígeno forman la molécula hidroxilo (OH), un componente de agua, o H2O.
"Pensamos en el agua como algo especial, compuesto mágico, "dijo William M. Farrell, un físico de plasma en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, que ayudó a desarrollar la simulación. "Pero esto es lo asombroso:cada roca tiene el potencial de producir agua, especialmente después de haber sido irradiado por el viento solar ".
Comprender cuánta agua, o sus componentes químicos, está disponible en la Luna es fundamental para el objetivo de la NASA de enviar humanos para establecer una presencia permanente allí. dijo Orenthal James Tucker, un físico de Goddard que encabezó la investigación de la simulación.
"Estamos tratando de aprender sobre la dinámica del transporte de recursos valiosos como el hidrógeno alrededor de la superficie lunar y en toda su exosfera". o atmósfera muy fina, para que sepamos a dónde ir para cosechar esos recursos, "dijo Tucker, quien describió recientemente los resultados de la simulación en la revista Planetas JGR .
Varias naves espaciales utilizaron instrumentos infrarrojos que miden la luz emitida por la Luna para identificar la química de su superficie. Estos incluyen la nave espacial Deep Impact de la NASA, que tuvo numerosos encuentros cercanos con el sistema Tierra-Luna en ruta hacia el cometa 103P / Hartley 2; La nave espacial Cassini de la NASA, que pasó la Luna en su camino a Saturno; y Chandrayaan-1 de la India, que orbitó la Luna hace una década. Todos encontraron evidencia de agua o sus componentes (hidrógeno o hidroxilo).
El sol libera un flujo constante de partículas y campos magnéticos llamado viento solar. Este viento solar golpea mundos en todo el sistema solar con partículas y radiación, que pueden fluir hasta las superficies planetarias a menos que sea frustrado por una atmósfera. campo magnético, o ambos. Así es como estas partículas solares interactúan con algunos planetas seleccionados y otros cuerpos celestes. Crédito:Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA / Mary Pat Hrybyk-Keith
Pero cómo se forman estos átomos y compuestos en la Luna sigue siendo una cuestión abierta. Es posible que los impactos de meteoritos inicien las reacciones químicas necesarias, pero muchos científicos creen que el viento solar es el principal impulsor.
Simulación de Tucker, que rastrea el ciclo de vida de los átomos de hidrógeno en la Luna, apoya la idea del viento solar.
"De investigaciones anteriores, sabemos cuánto hidrógeno proviene del viento solar, también sabemos cuánto hay en la muy delgada atmósfera de la Luna, y tenemos medidas de hidroxilo en la superficie, "Dijo Tucker." Lo que hemos hecho ahora es averiguar cómo estos tres inventarios de hidrógeno están físicamente entrelazados ".
Mostrar cómo se comportan los átomos de hidrógeno en la Luna ayudó a resolver por qué las naves espaciales han encontrado fluctuaciones en la cantidad de hidrógeno en diferentes regiones de la Luna. Se acumula menos hidrógeno en regiones más cálidas, como el ecuador de la Luna, debido a que los átomos de hidrógeno depositados allí son energizados por el Sol y rápidamente liberan gases de la superficie a la exosfera, concluyó el equipo. En cambio, parece acumularse más hidrógeno en la superficie más fría cerca de los polos porque hay menos radiación solar y la desgasificación se ralentiza.
En general, La simulación de Tucker muestra que a medida que el viento solar golpea continuamente la superficie de la Luna, rompe los enlaces entre átomos de silicio, hierro y oxígeno que constituyen la mayor parte del suelo de la Luna. Esto deja a los átomos de oxígeno con enlaces insatisfechos. A medida que los átomos de hidrógeno fluyen a través de la superficie de la Luna, quedan atrapados temporalmente con el oxígeno desquiciado (más tiempo en las regiones frías que en las cálidas). Flotan de O a O antes de finalmente difundirse en la atmósfera de la Luna, y, por último, en el espacio. "Todo el proceso es como una fábrica de productos químicos, "Dijo Farrell.
Una ramificación clave del resultado, Farrell dijo, es que cada cuerpo de sílice expuesto en el espacio, desde la Luna hasta un pequeño grano de polvo, tiene el potencial de crear hidroxilo y, por lo tanto, convertirse en una fábrica química de agua.
