Chang’e-5 lander detecteert water op de Maan

Een researchteam van het Institute of Geology and Geophysics van de Chinese Academie van Wetenschappen (IGGCAS) heeft signalen van water waargenomen in spectrale reflectiegegevens van het maanoppervlak verkregen door de Chang’e 5-lander, wat het eerste bewijs levert van in-situ detectie van water op de Maan.

Chang'e 5 op de Maan
Een artist impressie van de Chinese Chang’e 5 missie. Credit: CNSA/NASA

Het onderzoek werd op 7 januari 2022 in Science Advances gepubliceerd.

Ook onderzoekers van de universiteit van Nanjing, de universiteit van Hawaï en het National Space Science Center en het Shanghai Institute of Technical Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen werkten aan het onderzoek mee.

Veel waarnemingen vanuit een baan om de Maan en monsternemingen die de afgelopen tien jaar zijn uitgevoerd hebben bewijs geleverd voor de aanwezigheid van water (als hydroxyl en/of H2O) op de Maan. Er zijn echter nooit in-situ metingen uitgevoerd op het maanoppervlak (in-situ = ter plekke)

Afbeelding en watergehalte van de Chang’e-5 landingsplek
Afbeelding en watergehalte van de Chang’e-5 landingsplek. Credit: Lin Honglei

De Chang’e-5 ruimtesonde landde op een van de jongste basaltzeeën, gelegen op een middelhoge breedtegraad op de Maan en nam 1,7 kg aan monsters mee terug naar de Aarde. Voordat de maanbodem werd bemonsterd en naar de Aarde werd teruggebracht voerde de Lunar Mineralogical Spectrometer (LMS) aan boord van de lander spectrale reflectiemetingen uit van het regoliet en van een rots waarbij een ongekende mogelijkheid werd geboden om oppervlaktewater op de Maan te detecteren.

Water (OH/H2O) kan worden gedetecteerd met behulp van spectrale kenmerken bij een golflengte van ± 3 µm. Boven 2 µm zal de thermische emissie van het hete maanoppervlak echter de spectrale kenmerken aanzienlijk veranderen en maskeren.

Daarom gebruikten de onderzoekers een thermisch correctiemodel om de LMS-spectra te corrigeren. Na deze correctie werden op de landingsplaats van Chang’e 5 de onbetwiste spectrale absorpties bij 2,85 µm waargenomen

De kwantitatieve spectrale analyse geeft aan dat de maanbodem op de landingsplaats minder dan 120 ppm water bevat, wat meestal wordt toegeschreven aan implantatie van de zonnewind. Dit komt overeen met de voorlopige analyse van de geretourneerde Chang’e-5 monsters.

Daarentegen vertoonde een rotsblok dat ook werd geanalyseerd een veel sterkere absorptie bij 2,85 µm. Omgerekend komt dit overeen met ongeveer 180 ppm water en dit suggereert een additionele waterbron vanuit het binnenste van de Maan.

Uitgaande van gegevens die met behulp van remote sensing vanuit een baan om de Maan zijn verkregen is de rots vermoedelijk afkomstig uit een oudere basaltlaag en later tijdens een inslag omhoog gekomen. Het lagere watergehalte van de bodem suggereert daarom, in vergelijking met het hogere watergehalte van de rots, dat er ontgassing heeft plaatsgevonden onder de landingsplaats van de Chang’e-5

Deze ontdekking komt overeen met de langdurige vulkaanuitbarstingen in het Procellarum KREEP-gebied (kalium, zeldzame aardmetalen, fosfor) en biedt ook een essentiële geologische context voor de analyse van de geretourneerde Chang’e-5 monsters.

Artikel: “In situ detection of water on the Moon by the Chang’e-5 lander” by Honglei Lin, Shuai Li, Rui Xu, Yang Liu, Xing Wu, Wei Yang, Yong Wei, Yangting Lin, Zhiping He, Hejiu Hui, Huaiyu He, Sen Hu, Chi Zhang, Chunlai Li, Gang Lv, Liyin Yuan, Yongliao Zou and Chi Wang, 7 January 2022, Science Advances.

Eerste publicatie: 9 januari 2022
Bron: SciTechDaily