Chinese maanlander vindt bewijs voor water op de Maan

Materiaal van Oceanus Procellarum van de Maan, een oude basaltzee waarvan de naam vertaald “Oceaan der Stromen” is, kunnen mogelijk tenminste één wetenschappelijke rukwind kalmeren: de bron van water op de Maan.

Spectra gemaakt door Chang'e 5
Schematisch diagram van de Chang’e 5 in-situ spectrale en laboratoriumanalyses. Acht hyperspectra verkregen met de Chang’e 5 spectrometer tonen absorptie op een golflengte van 2,8 µm. hydroxyl-bevattend apatiet basalt toont Pyroxeen (Pyx), Plagioclase (Pl), Ilminiet (Ilm) en Troiliet (Tro) in een afbeelding gemaakt met scattered elektron microscopie.

In 2020 leverde de Chinese maanlander Chang’e 5 voor het eerst, middels spectroscopisch onderzoek van basaltrotsen, de definitieve bevestiging van een watersignaal. De bevinding werd gevalideerd door laboratoriumanalyse van monsters die de lander in 2021 terugbracht naar de Aarde. Nu heeft het Chang’e 5-team bepaald waar het water vandaan kwam.

Voor het eerst ter wereld werden de resultaten van laboratoriumanalyse van maanmonster en spectrale gegevens van in-situ onderzoek van het oppervlak van de Maan gezamenlijk gebruikt om de aanwezigheid, vorm en hoeveelheid “water” in maanmonsters te onderzoeken. Aldus Li Chunlai van de Nationale Astronomical Observatories van de Chinese Academie van Wetenschappen (NAOC).

De resultaten beantwoorden nauwkeurig de vraag naar de distributiekenmerken en de bron van water in de Chang’e-5 landingszone en bieden een grondwaarheid voor interpretatie en schatting van watersignalen in remote sensing-onderzoeksgegevens.

Chang’e 5 heeft geen rivieren op de Maan of bronnen waargenomen. In plaats daarvan identificeerde de lander gemiddeld 30 hydroxyldelen per miljoen in rotsen en grond op het oppervlak van de Maan. De moleculen, bestaande uit een zuurstof- en een waterstofatoom, zijn het hoofdbestanddeel van water en ook het meest voorkomende resultaat van watermoleculen die reageren met andere materie. Ondanks dat het vertegenwoordigt wat Li “het zwakke einde van de hydratatiekenmerken van de Maan” noemt is hydroxyl staat tot water als rook staat tot vuur: bewijs.

De monsters werden verzameld tijdens het heetste deel van de dag op de Maan, bij een temperatuur van bijna 100 °C. het oppervlak zou dan op zijn droogst zijn. De timing valt ook samen met lage zonnewinden. Deze kunnen namelijk bij een voldoende hoog vermogen bijdragen aan de hydratatie.

Zelfs onder die uitgedroogde condities waren de hydratatiesignalen nog steeds zichtbaar en dus vroegen de onderzoekers zich af waar ze vandaan kwamen.

Het hydroxyl werd voor het eerst gedetecteerd door de ingebouwde maan-mineralogische spectrometer van de lander. Er werden 11 gesteente- en grondmonsters onderzocht. Deze werden bevestigd door vijf aanvullende meerdelige laboratoriumanalyses op acht van de monsters. Het hydroxyl bleek van twee verschillende bronnen afkomstig te zijn.

Een klein deel verscheen in glasachtig materiaal gemaakt door zonnewinden die het maanoppervlak teisteren, net zoals het deed in een monster van Apollo-11 dat in 1971 werd verzameld en begin jaren ‘2000 werd geanalyseerd. Maar het Chang’e 5-monster bevatte slechts ongeveer een derde van de hoeveelheid door de zonnewind gegenereerd hydroxylhoudend glas als het Apollo-monster.

Dit suggereert dat de zonnewind, hoewel zwak, nog steeds bijdroeg aan het hydroxylgehalte dat werd waargenomen op de landingsplek van Chang’e 5. Het grootste deel van het hydroxyl in de Chang’e 5-monsters zat in apatiet, een kristallijn, fosfaatrijk mineraal dat van nature op de Maan en op Aarde voorkomt.

Dit overtollige hydroxyl is inheems, wat de aanwezigheid van een van de Maan afkomstig intern water in de Chang’e 5-monsers aantoont. Bovendien speelde water een belangrijke rol bij het ontstaan en kristallisatie van het late maanbasaltisch magma, aldus Li die daarmee ook verwijst naar de samenstelling van de Chang’e 5-landingsplaats in Oceanus Procellarum.

Door maanwater en de bron ervan te onderzoeken leren we meer over het ontstaan en de evolutie van niet alleen de Maan zelf maar ook van het zonnestelsel. Bovendien wordt verwacht dat maanwater ondersteuning zal bieden voor toekomstige menselijke in-situ bronnen op de Maan.

De onderzoekers plannen momenteel de Chang’e 6 en Chang’e 7-missies. Volgens Li gaat China door met het onderzoeken van maanwater door middel van remote sensing-technieken, in-situ onderzoek en laboratoriumonderzoek om zo de bron, verdeling en variatie van maanwater, inclusief poolijs, beter te begrijpen.

Artikel: Research Report: Evidence of water on the lunar surface from Chang’E-5 in-situ spectra and returned samples

Eerste publicatie: 18 juni 2022
Bron: SpaceDaily