NASA šalje ključni instrument u potragu za ledom na Mjesecu

Trajna prisutnost ljudi na Mjesecu neće ovisiti samo o raketama i letjelicama, nego i o tome može li se ondje pronaći voda u količinama koje imaju stvarnu uporabnu vrijednost. Upravo zato NASA se uključuje u novu međunarodnu misiju usmjerenu prema južnom polu Mjeseca, području koje se već godinama smatra jednim od ključnih ciljeva budućih istraživanja. Za misiju LUPEX, koju vode japanska svemirska agencija JAXA i Indijska organizacija za svemirska istraživanja ISRO, američka će agencija isporučiti instrument Neutron Spectrometer System, odnosno NSS, namijenjen traženju leda ispod površine.

Taj će sustav biti ugrađen u rover koji bi na Mjesec trebao stići najranije 2028. godine. NASA-in doprinos LUPEX-u dio je šireg nastojanja da se kod južnog pola Mjeseca preciznije utvrde prisutnost vode i drugih hlapljivih tvari koje bi ondje mogle biti sačuvane u tlu i neposredno ispod njega. To je važno jer voda nije samo znanstveno zanimljiv nalaz. Budućim astronautima mogla bi služiti za dobivanje zraka za disanje, ali i kao sirovina za proizvodnju raketnog goriva, čime bi se smanjila ovisnost o zalihama dopremljenima sa Zemlje.

Zato je sada najvažnije utvrditi gdje se voda na Mjesecu nalazi, koliko je ima i koliko je duboko skrivena. Dio te vode vezan je uz molekule u regolitu, sloju prašine i kamenja koji prekriva Mjesec, no znanstvenici smatraju da se ispod tla južnog pola kriju i naslage leda.

Kako neutroni otkrivaju vodu

Do tragova vode na Mjesecu ne mora se nužno dolaziti bušenjem. Znanstvenici je mogu tražiti i posredno, preko vodika, kemijskog elementa koji čini sastavni dio molekule H2O. Dosadašnje misije iz lunarne orbite već su pokazale naznake vode na polovima, ali tek mjerenja na samoj površini mogu dati dovoljno detaljnu kartu koja pokazuje gdje se ona nalazi i koliko je ima.

NSS upravo to pokušava učiniti promatrajući ponašanje neutrona u lunarnom tlu. Te se čestice neprestano kreću kroz regolit, a po veličini su slične atomima vodika. Kada neutroni nailaze na vodik ispod površine, iz tla izlazi manje neutrona srednjih energija. Upravo taj manjak znanstvenici mogu izmjeriti i iz njega zaključiti postoji li vodik, a time i potencijalna voda ili led, ispod površine.

Sam instrument koristi proporcionalni plinski brojač s dvjema cijevima ispunjenima helijem-3, rijetkim plinom vrlo osjetljivim na neutrone. Kada neutroni pogode atome helija-3, nastaju električni impulsi koji se mogu brojati, a iz njih se zatim procjenjuju prisutnost i količina vodika do dubine od oko 90 centimetara ispod tla.

Rick Elphic, voditelj NSS-a u NASA-inu centru Ames u kalifornijskoj Silicijskoj dolini, upozorava da znanstvenicima i dalje nedostaje jasna slika o tome kako je lunarni led raspoređen na malim skalama, od nekoliko desetaka centimetara do nekoliko desetaka kilometara. “Gdje se led nalazi i koliko ga ima možemo doznati jedino istraživanjem na samoj površini”, poručio je.

Tri rovera, jedan cilj

LUPEX nije jedina misija u kojoj NASA namjerava koristiti ovu vrstu instrumenta. Istraživači iz centra Ames razvili su cijeli niz NSS sustava predviđenih za različite misije prema južnom polu Mjeseca, kako bi se kroz više odredišta i više terenskih mjerenja dobila znatno pouzdanija slika raspodjele vode.

Prvi NSS koji je krenuo prema Mjesecu nalazio se na letjelici Peregrine kompanije Astrobotic, u misiji Astrobotic Peregrine Mission One, lansiranoj u siječnju 2024. Ta misija završila je bez slijetanja na površinu, ali je instrument tijekom desetodnevnog leta ipak bio uključen i radio je više dana. U tom je razdoblju prikupio podatke o pozadinskom toku čestica u dubokom svemiru, a ti su rezultati, prema NASA-i, snažno poduprli planove za buduću uporabu NSS-a na novim misijama.

Još jedan takav instrument trebao bi nositi NASA-in rover VIPER, dio programa Artemis. Četvrti NSS predviđen je i za mikrorover moonRanger, koji razvija Sveučilište Carnegie Mellon u Pittsburghu u sklopu NASA-ina programa Commercial Lunar Payload Services. Elphic očekuje da će upravo te tri nadolazeće rover-misije pokazati kakva su mjesta na Mjesecu najizglednija za zadržavanje leda. To bi zatim omogućilo da se buduće misije na površinu planiraju za slična područja, ondje gdje je vjerojatnost pronalaska leda najveća.

U tom smislu potraga za vodom na Mjesecu više nije samo pitanje znanstvene znatiželje, nego i vrlo konkretan dio pripreme za sljedeću fazu ljudskog istraživanja. Sustav NSS zajednički su razvili NASA-in Ames Research Center i Lockheed Martin Advanced Technology Center u Palo Altu, a njegov stvarni značaj vidjet će se tek kada roveri počnu graditi prvu doista preciznu kartu leda ispod površine južnog pola Mjeseca.