چاندرایان-۳ هند نشان می‌دهد: دسترسی به آب در ماه راحت‌تر از انتظار است

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که فضانوردانی که در آینده به ماه سفر می‌کنند، ممکن است دسترسی آسان‌تری به آب و یخ قابل استخراج داشته باشند. تیمی از دانشمندان به سرپرستی درگا پراساد از آزمایشگاه تحقیقات فیزیکی در احمدآباد، داده‌های دمایی سطح ماه را که توسط مأموریت چاندرایان-۳ هند جمع‌آوری شده بود، تحلیل کردند. این کاوشگر در مرداد ۱۴۰۲ در نزدیکی قطب جنوب ماه فرود آمد.

محققان دریافتند که دما در محل فرود فضاپیما نوسانات شدیدی دارد، حتی در میان مناطقی که بسیار به یکدیگر نزدیک هستند. برای درک بهتر این تغییرات دمایی، آن‌ها داده‌های به‌دست‌آمده را در یک مدل کامپیوتری وارد کردند که با شرایط محل فرود، از جمله توپوگرافی محلی و میزان دریافت نور خورشید، تنظیم شده بود. نتایج نشان داد که عرض‌های جغرافیایی بالاتر ماه با شیب‌هایی که به سمت قطب‌ها قرار دارند، شرایطی مشابه با محل فرود چاندرایان-۳ دارند. این مناطق معمولاً انرژی خورشیدی کمتری دریافت می‌کنند که منجر به دمای سطحی پایین‌تر و در نتیجه امکان تجمع یخ در اعماق کم می‌شود.

این موضوع به این معناست که چنین مناطقی در مقایسه با شرایط سخت و پر از دهانه‌های برخوردی در قطب‌های ماه، چالش‌های فنی کمتری برای استخراج منابع محلی خواهند داشت. این یافته‌ها برای سازمان‌هایی که مأموریت‌های سرنشین‌دار طولانی‌مدت به قطب جنوب ماه را برنامه‌ریزی می‌کنند، مانند ناسا در برنامه آرتمیس، اهمیت دارد. اگر بتوان یخ را روی ماه یافت و از آن بهره‌برداری کرد، وابستگی فضانوردان به منابع زمینی کاهش می‌یابد و مأموریت‌ها پایدارتر و کم‌هزینه‌تر خواهند شد. آبی که از یخ استخراج می‌شود، نه‌تنها برای نوشیدن بلکه برای تولید سوخت موشک از طریق تجزیه مولکول‌های آب به اکسیژن و هیدروژن نیز قابل استفاده خواهد بود.

با این حال، در چند دهه گذشته، تنها اندازه‌گیری‌های مستقیم دمای سطح ماه طی مأموریت‌های آپولو ۱۵ و ۱۷ در دهه ۱۳۴۸ انجام شد. این دو مأموریت در نزدیکی استوای ماه فرود آمدند که فاصله زیادی از محل‌های پیشنهادی برای مأموریت‌های قطبی آینده دارد.

در مرداد ۱۴۰۲ اندکی پس از فرود موفقیت‌آمیز چاندرایان-۳ در نزدیکی قطب جنوب ماه، یکی از ابزارهای آن، موسوم به ChaSTE (مخفف Chandra’s Surface Thermophysical Experiment) که روی سطح‌نشین نصب شده بود، به بررسی دمای سطح ماه پرداخت. این ابزار تا عمق ۱۰ سانتی‌متری خاک ماه نفوذ کرد و دما را در طول یک روز قمری اندازه‌گیری کرد. داده‌های ثبت‌شده نشان داد که دمای محل فرود فضاپیما، که روی شیبی رو به خورشید به نام “Statio Shiv Shakti” قرار داشت، به ۸۲ درجه سانتی‌گراد (۱۷۹.۶ درجه فارنهایت) در روز و منفی ۱۶۸.۱۵ درجه سانتی‌گراد (منفی ۲۷۰.۶۷ درجه فارنهایت) در شب رسید. اما تنها یک متر آن‌طرف‌تر، جایی که زمین مسطح‌تر بود و به سمت قطب قرار داشت، اوج دما بسیار کمتر بود و فقط به ۵۹ درجه سانتی‌گراد (۱۳۸.۲ درجه فارنهایت) رسید.

شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که در عرض‌های جغرافیایی بالاتر، شیب‌هایی با زاویه بیش از ۱۴ درجه که رو به قطب هستند، ممکن است به اندازه کافی سرد باشند تا یخ در اعماق کم تجمع یابد. این شرایط مشابه مناطقی است که برای مأموریت‌های آینده به قطب جنوب ماه، از جمله برنامه آرتمیس ناسا، پیشنهاد شده‌اند. محققان در مطالعه جدید خود نوشته‌اند:

“چنین مناطقی نه‌تنها از نظر علمی جالب توجه‌اند، بلکه در مقایسه با نواحی نزدیک‌تر به قطب‌های ماه، چالش‌های فنی کمتری برای اکتشاف به همراه دارند.”

این مطالعه روز پنج‌شنبه (۲۶ اسفند) در ژورنال Communications Earth & Environment منتشر شده است.