"Vodni cikel na Luni" je stavek, ki ga mnogi ljudje - tudi lunarni znanstveniki - niso nikoli pričakovali. Ta presenetljiva nova ugotovitev vseprisotne vode na površini Lune, ki so jo lani razkrila in potrdila tri različna vesoljska plovila, je bila ena glavnih tem nedavnih razprav in raziskav lunarnih raziskovalcev. Toda ugotoviti cikel, kako se voda pojavlja in izginja čez lunarni dan, ostaja neizbežno. Do zdaj znanstveniki sumijo na nekaj različnih procesov, ki bi lahko dovajali vodo in hidroksil (OH) na lunino površino: meteoriti ali kometi, ki so udarili na Luno, izstrelili Lunovo notranjost ali sončni veter, ki je vplival na lunarni regolit. A do zdaj se nobena podrobnost katerega koli od teh procesov ne sešteva.
Dana Hurley iz laboratorija uporabne fizike z univerze Johns Hopkins je del skupine znanstvenikov, ki poskušajo modelirati lunarni vodni cikel, in razpravljala o delu na tretjem letnem mesečnem forumu NASA Lunar Science Institute v Ames Research Center, 20. in 22. julija 2010 .
"Ko delamo model, domnevamo, da se izgublja voda s pomočjo fotodisociacije in tako določa časovni razpon," je Hurley povedal za Space Magazine. "In s tem časovnim okvirom znesek, ki prihaja skozi sončni veter ali mikrometeoriti, ne more prišteti opažene količine, če je v stanju mirujočega stanja, zato se nekaj ne giblje."
Fotodisocijacija vključuje razpad snovi na enostavnejše sestavine s sevalno energijo sončne svetlobe.
Kaže, da se količina vode spreminja v času luninega dne. Dve opazovanji s spektrometrom na preoblikovanem vesoljskem plovilu Deep Impact (zdaj imenovano EPOXI) na teden sta pokazali, da je območje, ki je bilo blizu Lunovega terminatorja, zaznalo količino vode in hidroksila, in teden pozneje, ko je bilo blizu poldneva, snovi ni bilo več. Toda nova regija je ob zori takrat imela H2O in OH.
Ena teorija drži, da sta voda in hidroksil delno tvorjena iz vodikovih ionov v sončnem vetru. Do lokalne poldne, ko je luna najtoplejša, se izgubi nekaj vode in hidroksila. Do večera se površina spet ohladi, voda in hidroksil pa se vrneta.
Toda, je dejal Hurley, sončni veter v stabilnem stanju ne reproducira opažene površinske gostote vode in hidroksila.
Poleg tega pogled na druge možne vire - znano hitrost v mikrometeoroidih in kometih - tudi ne zagotavlja količine opaženih H20 in OH.
"Resnično bi radi imeli veliko več opazovanj, da bi razumeli, kako se to razvija skozi dan," je dejal Hurley.
Hurleyjeva je v svojem govoru dejala, da se njena ekipa trudi preučiti vse možne kote in ideje, vključno z nedavnimi večjimi zadetki kometov na Luni ali potencialno sezonskim dogodkom, kjer bi se voda, odlagana na zimskih drogovih, lahko sprostila, ko se poleti segreje. A doslej nobena od teh idej ni bila preizkušena ali modelirana in do zdaj ne zagotavljajo rešitve dnevnega cikla vode, ki so ga opazili.
Opozorila je tudi, da ker se očitno dogaja nekaj edinstvenih procesov, je potrebno medsebojno vplivanje med površino in atmosfero še preučiti.
"Površina in atmosfera sta povezana," je dejal Hurley v intervjuju za Space Magazine. »Vzdušje nastaja s površine; na Luni ni ozračja, ki bi dolgo trajalo in se nenehno proizvaja in izgublja. In tako prihaja s površine bodisi iz nečesa, kar prihaja iz zrn lunarnega regolita, ali iz nečesa, kar je v interakciji s temi zrni, pa naj bo to sončni veter ali nekaj, kar vpliva. Torej, površina je vir ozračja in ta atmosfera se vrne in ponovno deluje s površino. In res moraš razumeti celoten sistem. "
Kakšna je njena najboljša ugibanja o izviru vode?
Hurley je dejal, da se mora znotraj regolita dogajati nekakšna recikliranje in morda zapletena površinska kemija, ki omogoča, da H20 in OH obstajata daljše časovno obdobje, kar bi bolje razložilo površinsko gostoto.
"Ogledala sem si, kaj se lahko dogaja v atmosferi in kako stvari skačejo od površine navzgor in nato nazaj na površino," je dejala. "Lunarni regolit je precej ohlapen, ti majhni delci in plini pa se lahko spustijo znotraj regolita in so nekaj centimetrov v zgornjem delu ter se pomikajo navzdol in nazaj. Torej poteka izmenjava v zgornjem sloju, ki nekako deluje kot rezervoar. To je moja najboljša ugibanje, kaj se dogaja. "
