Sokáig úgy gondolták, hogy a Hold pólusainál lévő mély kráterek jelentik az emberiség számára a legjobb lehetőséget a felfedezésre és letelepedésre. A Hold körüli pályán keringő űreszközök, sőt egy Holdba csapódott űrszonda is azt találta, hogy az állandó árnyékban lévő kráterek feneke elég hideg marad ahhoz, hogy vízjég-lerakódásokat őrizhessen meg. Az űrhajósok ezt a jeget használhatnák ivóvíz és rakétaüzemanyag előállítására.
Újabb reményt jelenthet az emberes küldetések számára a 2023. augusztus 23-án landolt indiai leszállóegység adatainak új elemzése. Eszerint a jég a vártnál távolabb is megjelenhet a pólusoktól, olyan helyeken, amelyek a jövő űrhajósai számára könnyebben elérhetőek.
A leszállóegység a holdi déli szélesség 69. fokánál szállt le, délebbre, mint bármi más azelőtt. A holdi regolitba 10 cm mélyen behelyezett egy hőmérsékletmérő műszert, amelyet különböző magasságokban összesen tíz érzékelővel láttak el. A talajszonda a küldetés teljes időtartama alatt nyomon követte a hőmérséklet-változásokat, és 12 napon keresztül pontos mérési adatokat gyűjtött.
A kutatók meglepetésére a mért hőmérsékletek jelentősen magasabbak voltak, mint amit a terület részletes termodinamikai modellezése alapján vártak. A leszállóegység alatti érzékelő azonban, amely csupán egy méterre volt ettől a műszertől, 23 kelvinnel alacsonyabb felszíni hőmérsékletet mért. Az adatok elemzése során a kutatók megállapították, hogy a magasabb hőmérsékleti értékek a talaj enyhe lejtésének köszönhetőek.
„Tudjuk, hogy a Hold felszínének felső rétege nagymértékben ki van téve az űridőjárásnak, rendkívül alacsony a hővezető képessége és nagyon porózus, emiatt egyfajta takaróként viselkedhet.” – mondja K. Durga Prasad (Physical Research Laboratory, India), aki az eredményeket ismertető tanulmány vezető szerzője.
Amikor Prasad és munkatársai rájöttek, hogy a talajszonda által mért értékek magasabbak, mint várták, „az kissé meglepő volt” – mondta. Ellenőrizték az összes adatot és a modellben alkalmazott feltételeket, és rájöttek, hogy a domborzati körülmények okozhatják a meglepetést. Miután elemezték a fényképeket és a dőlésmérő adatait, látták, hogy a leszállóegység sík terepen áll, de az oldalsó terület, ahol a talajszondát elhelyezték, 6 fokos szögben a Nap felé néz.
A kutatók újra elvégezték a számításokat a domborzati adatoknak megfelelő módosításokkal, és az így kapott eredmények megfeleltek a megfigyelési adatoknak. A talaj dőlésszöge és a hőmérséklet közötti kapcsolat ismerete alapján ki tudták számítani, hogy a pólustól ilyen messze a 14 fokos vagy annál nagyobb dőlésszögű árnyékos lejtők hosszú távon hűvösek maradnak, mivel a nappali hőmérséklet ezeken a helyeken nem haladja meg a -1 Celsius-fokot. Ez pedig éppen a víz fagyáspontja alatt van.
„Ez a hőmérséklet kedvez a vízjég felhalmozódásának.” – mondta Prasad. Valójában ezek a hőmérsékleti profilok hasonlóak ahhoz, amit a pólushoz közeli, állandóan árnyékos kráterekre számítottak. „Ez az első olyan helyszíni mérés, amely kimutatta, hogy a helyi domborzat hatására akár egy méteren belül is változhat a hőmérséklet.”
A kutató kiemelte: nagyon fontos eredmény, hogy a megfelelő körülmények a pólustól a vártnál sokkal távolabb is fennállnak, hiszen ezeken a helyeken könnyebb lenne a leszállást és a felszíni munkavégzést végrehajtani, mint a pólusnál. Ott ugyanis korlátozott az energiatermeléshez szükséges napfény mennyisége, és szűkebbek a leszállási zónák is.
A tanulmány társszerzője, Chandran Kumar (Physical Research Laboratory, India) elmondta, hogy a hőmérsékletmérő talajszonda kifejlesztése nem volt egyszerű feladat, mert képesnek kellett lennie 0,3 kelvines pontossággal mérni 400 kelvines hőmérséklet-tartományon belül. „Ez volt az egyik legnehezebb feladat a számunkra.” – mondta. A műszernek emellett bírnia kellett a Hold felszínén uralkodó barátságtalan körülményeket is. A kifejlesztett érzékelőről a kutatók egy újabb tanulmányban fognak beszámolni.
Timothy McClanahan (NASA Goddard), aki korábban már publikált a Hold árnyékos területein található jégre utaló bizonyítékokról, a Sky & Telescope című lapnak azt nyilatkozta: „Meglepődtem, hogy még 10 centiméter mélyen is mekkora hőmérséklet-különbségek vannak”, mivel a számítások sokkal kisebbekre utaltak. „Eszerint a hőingadozás mélyebben is jelen van a felszín alatt, és ez komoly hatással van arra, hogy a talaj képes-e vízjeget tárolni.”
„Nagyszerű lenne egy rover, vagy valamilyen más jármű, amely állandóan vizsgálná az örökké árnyékban lévő területeket és a pólus felé néző lejtőket. Helyben elemezhetné és rangsorolhatná az egyes régiókat.” – mondta a kutató. Ez szerinte a NASA Artemis-programjával talán meg is fog valósulni.
Az eredményeket közlő szakcikk: https://www.nature.com/articles/s43247-025-02114-6
Forrás: https://skyandtelescope.org/astronomy-news/moons-water-ice-might-be-more-accessible-than-we-thought/
A borítókép forrása: https://www.jpl.nasa.gov/edu/resources/project/make-a-moon-crater/
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet