O Observatório Estratosférico de Astronomia Infravermelha da NASA (SOFIA) confirmou, pela primeira vez, água na superfície da Lua iluminada pelo sol. Esta descoberta indica que a água pode ser distribuída pela superfície lunar, e não limitado ao frio, lugares sombreados.

SOFIA detectou moléculas de água (H ₂ O) na Cratera Clavius, uma das maiores crateras visíveis da Terra, localizado no hemisfério sul da lua. Observações anteriores da superfície da Lua detectaram alguma forma de hidrogênio, mas foram incapazes de distinguir entre a água e seu parente químico próximo, hidroxil (OH). Dados deste local revelam água em concentrações de 100 a 412 partes por milhão - aproximadamente o equivalente a uma garrafa de 12 onças de água - presa em um metro cúbico de solo espalhado pela superfície lunar. Os resultados são publicados na última edição da Astronomia da Natureza .

"Tínhamos indícios de que H ₂ O - a água familiar que conhecemos - pode estar presente no lado ensolarado da Lua, "disse Paul Hertz, diretor da Divisão de Astrofísica do Diretório de Missões Científicas na sede da NASA em Washington. "Agora sabemos que está aí. Esta descoberta desafia a nossa compreensão da superfície lunar e levanta questões intrigantes sobre os recursos relevantes para a exploração do espaço profundo."

Como comparação, o deserto do Saara tem 100 vezes a quantidade de água que a SOFIA detectou no solo lunar. Apesar das pequenas quantidades, a descoberta levanta novas questões sobre como a água é criada e como ela persiste em ambientes agressivos, superfície lunar sem ar.

A água é um recurso precioso no espaço profundo e um ingrediente-chave da vida como a conhecemos. Se a água SOFIA encontrada é facilmente acessível para uso como um recurso ainda está para ser determinado. No programa Artemis da NASA, a agência está ansiosa para aprender tudo o que puder sobre a presença de água na Lua antes de enviar a primeira mulher e o próximo homem à superfície lunar em 2024 e estabelecer uma presença humana sustentável lá até o final da década.

Os resultados do SOFIA baseiam-se em anos de pesquisas anteriores examinando a presença de água na lua. Quando os astronautas da Apollo retornaram da Lua em 1969, pensava-se que estava completamente seco. Missões orbitais e impactantes nos últimos 20 anos, como o satélite de observação e detecção da cratera lunar da NASA, gelo confirmado em crateras permanentemente sombreadas ao redor dos pólos lunares. Enquanto isso, várias espaçonaves, incluindo a missão Cassini e a missão do cometa Deep Impact, bem como a missão Chandrayaan-1 da Organização de Pesquisa Espacial da Índia - e o Infrared Telescope Facility da NASA, olhou amplamente através da superfície lunar e encontrou evidências de hidratação em regiões mais ensolaradas. No entanto, essas missões foram incapazes de distinguir definitivamente a forma em que estava presente - H2O ou OH.

"Antes das observações da SOFIA, sabíamos que havia algum tipo de hidratação, "disse Casey Honniball, a autora principal que publicou os resultados de seu trabalho de tese de graduação na Universidade do Havaí em Mānoa em Honolulu. "Mas não sabíamos quanto, caso existam, era na verdade moléculas de água - como bebemos todos os dias - ou algo mais parecido com limpador de ralos. "

SOFIA ofereceu um novo meio de olhar para a lua. Voando em altitudes de até 45, 000 pés, este avião Boeing 747SP modificado com um telescópio de 106 polegadas de diâmetro atinge mais de 99% do vapor de água na atmosfera da Terra para obter uma visão mais clara do universo infravermelho. Usando seu Faint Object infravermelho CAmera para o Telescópio SOFIA (FORCAST), SOFIA foi capaz de captar o comprimento de onda específico das moléculas de água, em 6,1 mícrons, e descobriu uma concentração relativamente surpreendente na ensolarada Cratera Clavius.

"Sem uma atmosfera densa, água na superfície lunar iluminada pelo sol deve ser perdida no espaço, "disse Honniball, que agora é pós-doutorando no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "No entanto, de alguma forma, estamos vendo. Algo está gerando a água, e algo deve estar prendendo lá. "

Várias forças podem estar em jogo no fornecimento ou na criação dessa água. Micrometeoritos chovendo na superfície lunar, carregando pequenas quantidades de água, poderia depositar a água na superfície lunar com o impacto. Outra possibilidade é que poderia haver um processo de duas etapas pelo qual o vento solar do Sol entrega hidrogênio à superfície lunar e causa uma reação química com minerais contendo oxigênio no solo para criar hidroxila. Enquanto isso, a radiação do bombardeio de micrometeoritos pode estar transformando essa hidroxila em água.

Como a água é armazenada - tornando possível o acúmulo - também levanta algumas questões intrigantes. A água pode ficar presa em pequenas estruturas semelhantes a contas no solo que se formam a partir do alto calor criado pelos impactos de micrometeoritos. Outra possibilidade é que a água possa estar escondida entre os grãos do solo lunar e protegida da luz solar - tornando-a potencialmente um pouco mais acessível do que a água presa em estruturas semelhantes a contas.

Para uma missão projetada para olhar para o distante, objetos escuros, como buracos negros, aglomerados de estrelas, e galáxias, O foco de SOFIA no vizinho mais próximo e mais brilhante da Terra foi o afastamento dos negócios de sempre. Os operadores do telescópio normalmente usam uma câmera guia para rastrear estrelas, mantendo o telescópio firmemente travado em seu alvo de observação. Mas a Lua está tão próxima e brilhante que preenche todo o campo de visão da câmera guia. Sem estrelas visíveis, não estava claro se o telescópio poderia rastrear a lua de forma confiável. Para determinar isso, em agosto de 2018, os operadores decidiram tentar uma observação de teste.

"Era, na verdade, a primeira vez que SOFIA olhou para a Lua, e não tínhamos certeza se obteríamos dados confiáveis, mas as perguntas sobre a água da Lua nos obrigou a tentar, "disse Naseem Rangwala, Cientista do projeto SOFIA no Ames Research Center da NASA no Vale do Silício da Califórnia. "É incrível que essa descoberta tenha resultado do que foi essencialmente um teste, e agora que sabemos que podemos fazer isso, estamos planejando mais voos para fazer mais observações. "

Os voos subsequentes da SOFIA procurarão por água em outros locais iluminados pelo sol e durante as diferentes fases lunares para aprender mais sobre como a água é produzida, armazenado, e atravessou a lua. Os dados contribuirão para o trabalho de futuras missões lunares, como o Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) da NASA, para criar os primeiros mapas de recursos hídricos da Lua para a futura exploração espacial humana.

Na mesma edição de Astronomia da Natureza , cientistas publicaram um artigo usando modelos teóricos e dados do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, apontando que a água pode ficar presa em pequenas sombras, onde as temperaturas ficam abaixo de zero, em mais da Lua do que o esperado. T

“A água é um recurso valioso, para fins científicos e para uso por nossos exploradores, "disse Jacob Bleacher, cientista-chefe de exploração do Diretório de Missão de Exploração e Operações Humanas da NASA. "Se pudermos usar os recursos da Lua, então podemos carregar menos água e mais equipamentos para ajudar a possibilitar novas descobertas científicas. "