Kad je u listopadu 2009. godine dvije tone teška raketa udarila u Mjesec brzinom od 9.000 kilometara na sat, bio je to početak nove ere istraživanja tamne strane našeg prvog nebeskog susjeda.

Raketa je lansirana u sklopu misije američke svemirske agencije NASA-e Lunar Cater Observation and Sensing Satelitte (LCROSS). Kroz oblak prašine kojeg je njen sudar s Mjesecom podiogao prošla je sonda s mjernim instrumentima, a sve je izdaleka pomno pratio Lunar Reconnaissace Orbiter.

Rezultati su bili zapanjujući jer su po prvi put pronađeni dokazi kako na Mjesecu ima vode. Točnije, detektirano je 155 kilograma vodene pare pomiješane s prašinom.

Bilo je to neobično otkriće jer se smatralo kako Mjesec nije pogodno okruženje za vodu, ponajprije zbog manjka atmosfere i ekstremnih temperatura.

No, još prije 25 godina otkrivene su naznake kako bi na Mjesecu moglo biti vode u obliku leda. LCROSS je ponudio dokaze za tu teoriju.

Sad se procjenjuje kako bi na tom nebeskom tijelu moglo biti šest bilijuna kilograma leda. Većina tog leda nalazi se u takozvanim trajno zasjenjenim područjima, kraterima do kojih zbog geometrije Mjesečeve orbite Sunce ne može doprijeti.

Led nedirnut milijardama godina

Ta su područja iznimno zanimljiva znanstvenicima. U njima temperatura može pasti ispod 170 Celzijusovih stupnjeva, u ekstremnim slučajevima i do minus 250 Celzijusa.

Zbog toga znanstvenici pretpostavljaju kako je led u njima ili ispod njihove površine ostao netaknut milijardama godina. Istraživanjem njegovog kemijskog sastava možemo doći do odgovora na pitanje kako se tamo našao i kako je voda - ključni element za razvoj života - dospjela na Zemlju.

Još 1952. godine američki kemičar Harold Urey iznio je pretpostavku kako Mjesec mora imati trajno zasjenjena područja. Svoju je procjenu temeljio na tome što Mjesec kruži oko Sunca pod nagibom od 1,5 stupnja. Zbog toga zrake matične nam zvijezde na njegove polove padaju gotovo vodoravno, a rubovi kratera blokiraju ih prije no što dospiju do njihovih dubina.

Devet godina kasnije geofizičar Kenneth Watson ustvrdio je kako bi u tim područjima moglo biti leda, usprkos tome što su izložena svemiru.

Debata o tome ima li vode na Mjesecu ili ne trajala je do početka '90-tih godina prošlog stoljeća, kad su radarom otkriveni znakovi leda na Merkurovim polovima.

NASA-ina letjelica Clementine je 1994. godine radarom otkrila naznake leda i na Mjesecu. Jean-Luc Margot i njegov tim su 1999. godine, također radarom, otkrili koja bi trajno zasjenjena područja na Mjesecu mogla imati leda.

Bila ih je tek šačica, no s vremenom ih je pronađeno na tisuće. Najveća su široka desetine kilometara i smještene u divovskim kraterima poput Shackletona na Mjesečevom južnom polu. Najmanja mjere tek nekoliko centimetara. Moguće je kako im se veličina mijenja, ovisno o promjenama u razini temperature na Mjesecu.

Egzotične vrste leda - ključ tajne o porijeklu vode

Otkriveno je također kako u sklopu tih područja postoje i dvostruko zasjenjena područja, do kojih Sunce ne može doprijeti ni refleksijom o rub kratera.

Ta područja su dovoljno hladna za egzotične vrste leda, poput ugljik-dioksidovog ili dušikovog, a čiji bi nam sastav mogao reći puno o tome odakle su pristigli.

Trenutno postoje tri glavne teorije o tome kako se voda našla na Mjesecu. Prva kaže kako su za to odgovorni udari asteroida ili kometa. Druga prisustvo vode pripisuje vulkanskim erupcijama u jednoj fazi Mjesečevog formiranja, koje su stvorile tanku privremenu atmosferu u kojoj je bilo moguće stvaranje leda na polovima.

Treća teorija odgovornim drži solarne vjetrove, koji su do Mjeseca donijeli vodik. Tamo se povezao s kisikom i tako je nastao led.

Analiza podataka prikupljenih tijekom misije LCROSS pokazala je kako je tamo pronađeni led vjerojatno izvorno bio na kometu. Naime, omjer dušika i ugljika nije bio takav da bi se mogao pripisati djelovanju vulkana.

Ali, to ne isključuje mogućnost kako su i druge teorije točne. Otkrije li se kako je barem dio Mjesečevog leda vulkanskog porijekla, to bi moglo značiti kako nebeska tijela mogu samostalno stvarati vodu. U dokazivanju te teorije značajnu ulogu igrat će elementi poput sumpora.

Znastvenici će također mjeriti udjele deuterija (težeg izotopa vodika) u ledu, kako bi dobili potvrdu za preostale dvije teorije. Više deuterija ide u prilog kometima, manje u prilog solarnim vjetrovima.

Dosad neistražena područja

Trajno zasjenjena područja na Mjesecu dosad nisu bila predmetom istraživanja. Misija Apollo sletjela je blizu ekvatora, u vrijeme kad se o tim područjima znalo tek malo. Kineska misija Chang'e-4 spustila se blizu Mjesečevog južnog pola, ali nije se bavila njima.

No, NASA hoće. Ta agencija već sad financira privatne tvrtke koje će obaviti prva robotska istraživanja.

Prva će biti Intuitive Machines, čija će letjelica Nova-C biti lansirana krajem ove godine. Spustit će se na greben blizu kratera Shackleton i potom odaslati vozilo Micro-Nova Hopper u istraživanje.

Uz pomoć potisnika to će se vozilo Mjesečevom površinom kretati u skokovima od po nekoliko stotina metara odjednom. U tri skoka treba doći do ruba sto metara šiokog kratera Marston i provesti oko 45 minuta istražujući trajno zasjenjeno područje u njemu.

U sklopu misije Artemis bit će tijekom ovog ljeta poslano nekoliko manjih misija s ciljem istraživanja trajno zasjenjenih područja iz orbite. Jedna od njih nosit će kameru ShadowCam, posebno osmišljenu kako bi snimala ta područja.

No, ključni korak naprijed trebao bi se dogoditi krajem 2023. godine, kad će na Mjesec raketom Falcon Heavy tvrtke SpaceX biti poslan rover VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover).

Taj će rover provesti tri mjeseca bušeći tlo u trajno zasjenjenim područjima u smjenama koje će potrajati do deset sati, nakon čega će izaći na površinu kako bi napunio baterije pomoću solarnih panela.

Bušit će do metra dubine u potrazi za podzemnim ledom ili u led kojeg pronađe na površini. Očekuje se kako će obaviti do 50 bušenja. Koristit će spektometar za analizu iskopanih uzoraka.

Pronađe li doista led na Mjesecu, NASA ga namjerava koristiti za opskrbu astronauta vodom ili kao gorivo.

Prva ljudska posada u ovom stoljeću bi na Mjesec trebala stići 2025. godine i tamo provesti mjesec dana, istražujući mogućnosti kolonizacije. Potvrdu ima li leda do kojeg je moguće doći mogli bismo dobiti već početkom iduće godine, piše Wired.