Nye opdagelser øger håbet om at udvinde vand på Månen

I sidste uge begyndte rygterne at svirre om, at der var nyheder på vej fra Månen.

Den amerikanske rumfartsorganisation NASA udsendte en pressemeddelelse, hvori det lød, at der mandag ville blive offentliggjort »en spændende ny opdagelse om Månen.«

En række internationale medier rapporterede straks, at der var »en stor nyhed om Månen« på vej fra NASA, og spekulationerne om, hvad nyheden kunne være, fik frit løb på sociale medier.

I dag kender vi svaret: To nye studier udgivet i tidsskriftet Nature Astronomy har fundet tegn på, at vand tilsyneladende er mere udbredt på Månen, end hvad vi i forvejen vidste.

»Budskabet i de to nye studier er, at der ikke kun findes vand i de meget store vanddepoter, der ligger i dybe kratere tæt på Månens poler. Studierne viser, at der også findes mindre vanddepoter, som er spredt ud over de pol-nære områder på Månen,« fortæller Kjartan Kinch, som er lektor i astrofysik og planetforskning ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Vand kan omdannes til raketbrændstof

Eftersom vi i allerede vidste, at der findes vand – eller rettere is – på Månen, er NASA's store månenyhed »måske ikke så overraskende, men det er stadig interessant,« påpeger Kjartan Kinch.

Det, som især gør historien interessant, er, at der netop i disse år er en kæmpe interesse for at finde ud af, hvordan man kan udvinde og udnytte vand på Månen.

Hvis man kan høste vand på Månen, vil det nemlig være meget nemmere og billigere at udforske de fjernere egne af vores solsystem, forklarer Kjartan Kinch.

»Den første og mest oplagte resurse at udnytte i rummet er vand. Vand kan bruges som brændstof og drivmiddel i raketter, fordi man kan splitte vandet ad og skaffe ilt,« forklarer Kjartan Kinch med henvisning til, at vand som bekendt er opbygget af grundstofferne ilt og brint.

Ilt er essentielt, når du skal brænde en raketmotor af – uden ilt ingen forbrænding. Herudover er vand og ilt selvfølgelig også vigtigt for bemandet rumfart; hvis vi eksempelvis skal sende mennesker på en længere rejse til Mars, vil astronauterne have brug for vand og ilt ombord på rumfartøjet.

Dermed har det længe været en hed drøm blandt rumnørder, at fartøjer, som er på længere rumrejser, skal kunne lave et pitstop på Månen og simpelthen tanke op på vand – og dermed også på ilt.

»Problemet ved at have vand med fra Jorden er, at det er ekstrem dyrt og svært at løfte et kilo af hvad som helst op fra Jorden. Det kræver meget mindre energi at løfte noget tungt væk fra Månen end fra Jorden,« forklarer Kjartan Kinch.

Is i dybe kratere er velkendt

Det er langt nemmere og billigere at løfte et kilo vand væk fra Månen end fra Jorden, fordi Månens tyngdekraft er langt svagere end Jordens.

Den svagere tyngdekraft er også en af årsagerne til, at man i mange år anså Månen for at være knastør.

»Månen har ikke tyngdekraft nok til at holde på vandmolekyler, og der er heller ingen atmosfære. Man regnede med, at hvis der havde været vand deroppe, var det stukket af ud i rummet. Derfor sagde man førhen, at der ikke fandtes vand på Månen,« fortæller Kjartan Kinch og fortsætter:

»Men i løbet af det sidste årti har forskellige missioner identificeret tilstedeværelsen af forholdsvis store mængder af vand på Månen. Det gemmer sig i dybe kratere tæt på polerne. Kraterne er så dybe, at Solens stråler aldrig når derned og får vandet til at fordampe.«

Med andre ord er det for længst fastslået, at de dybe, iskolde kratere på Månens poler er hjemsted for store mængder af frosset vand - is.

Vand findes mange steder på Månen

Flere tidligere studier har også indikeret, at der kunne findes vand udenfor de store kratere. Men hidtil har forskernes metode ikke gjort det muligt at afgøre, om der vitterligt var tale om vand (H2O) eller det var det nært beslægtede stof Hydroxyl (OH), som var bundet til mineraler.

I det ene af de to nye studier, som er publiceret i Nature Astronomy, har forskerne imidlertid brugt en metode, som gør det muligt at skelne mellem vand og hydroxyl.

Og de har fundet ud af, at det rent faktisk er vand, som findes udenfor Månens store kratere ved relativt høje sydlige breddegrader.

»Forskerne mener, at det fundne vand formentlig bliver opbevaret i glas eller mellem korn (støvkorn, sandkorn eller lignende, red.) på overfladen af Månen, sådan at vandet er beskyttet fra det barske miljø,« lyder det i en opsummering af studiet fra Nature.

Opdaget af et flyvende teleskop

Opdagelsen er blevet gjort ved hjælp af det luftbårne teleskop SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy). Det særlige ved SOFIA er, at det flyver rundt med en flyvemaskine – en Boeing 747SP.

Flyet er ombygget, så det indeholder det 2,7 meter lange teleskop, og flyver rundt højt oppe over Jorden.

Dermed undgår forskerne næsten fuldstændig, at deres teleskop bliver forstyrret af Jordens atmosfære. Atmosfæren blokerer nemlig for infrarødt lys, og det er netop det infrarøde lys, som forskerne har udnyttet til at finde vand på Månen i det nye studie.

»De bruger det flybårne teleskop til at studere Månen og kigge efter et særligt fingeraftryk i det infrarøde lys. Fingeraftrykket i det infrarøde spektrum fra Månen er en stærk indikation for vand, og de kan se, at tilstedeværelsen af vand eller is er forholdsvis udbredt i de polnære områder på Månen,« fortæller Kjartan Kinch og fortsætter:

»Det er ikke nødvendigvis kæmpestore mængder vand, som de finder. Men fordi det ikke ligger gemt dybt nede i kratere på polerne, kan det måske være nemmere tilgængeligt, når kommende missioner skal lede efter vand på Månen,« fortæller Kjartan Kinch.

Vand gemmer sig i mørke, kolde fælder

Han tilføjer, at studiet desuden får opbakning fra et andet studie, som også er udgivet i tidsskriftet Nature Astronomy.

Studiet udregner, at det teoretisk set er muligt, at vand kan gemme sig i områder, som konstant er skyggefulde og uden for Solens rækkevidde – områder kendt som ’cold traps’ eller kolde fælder.

»Forskerne har modelleret, hvordan Månens landskab ser ud, og de påpeger, at ud over aflejringer af is i de store kratere kan der også være masser af andre steder med bittesmå depoter af is. Men det er ikke is, som de reelt har set – det hele er teori og beregninger,« fortæller Kjartan Kinch.

Forskernes teoretiske modeller viser, at vandet især kan gemme sig i bittesmå kolde fælder, som findes ved begge poler.

Og de beregner, at omkring 40.000 km² af Månens overflade teoretisk vil være i stand til at holde fast på is – uden at det bliver ramt af Solens stråler og dermed hurtigt fordamper og forsvinder ud i rummet.

Astronauter skal til Månen og derfra til Mars

Mulighederne for at høste vand på Månen er kun blevet endnu mere aktuelle, efter at den amerikanske præsident Donald Trump har sat skub i udforskningen af Månen; blandt andet ved at annoncere, at han vil sende den første kvindelige astronaut til Månen i 2024 – læs mere om de amerikanske måneplaner i denne artikel.

NASA har desuden givet udtryk for, at organisationen har intentioner om at bruge Månen som base for at sende mennesker til Mars i 2030’erne.

Ud over at høste vand på Månen og bruge stedet som ’tankstation’ til længere rumrejser, spekulerer man i høj grad også i at bruge asteroider til samme formål.

Da NASA i sidste uge skrev rumhistorie ved at besøge asteroiden Bennu, var et af de omtalte perspektiver også, hvordan man i fremtiden kan udnytte asteroider til at høste vand eller andre vigtige stoffer.

»Det er helt klart også noget af det, man har i baghovedet, når der bliver taget prøver fra Bennu. Så forskellige missioner studerer asteroider som legemer, der kan udnyttes. Men fordelen ved at bruge Månen frem for asteroider er, at man nemmere vil kunne etablere en fast base på Månen,« siger Kjartan Kinch og afslutter:

»Og jeg ser det faktisk slet ikke som urealistisk, at vi vil begynde at udvinde vand på Månen.«

Rettelse 27. oktober 2020: 40.000 m² er rettet til 40.000 km².