Нова технология за изучаване химичния състав на Луната

Американски учени започнаха да правят много подробен анализ на лунните скали и почва – атом по атом. Те казват, че този подход не само им позволява да намерят неща, които в противен случай биха могли да пропуснат, но също така гарантира, че ще използват добре ограничения запас от ценни мостри от лунна почва, който не е попълван от момента, когато Аполо 17 се върна на Земята през 1972 г.

Дженика Гриър и колегите от Field Museum и Чикагския университет прилагат техника, наречена томография с атомна сонда (APT), която обикновено се използва от учени, работещи за подобряване на индустриалните материали и процеси.

„За първи път лунна проба е изследвана по този начин „, казва Гриър. „Използваме техника, за която много геолози дори не са чували.“

В статия за списание Meteoritics & Planetary Science изследователите описват анализа на едно зърно от лунната почва, с широчината приблизително на човешки косъм. В това зрънце от лунната повърхност се идентифицират продукти от космическо изветряване, като чисто желязо, вода и хелий, които се образуват при взаимодействията на лунната почва с космическата среда.

За да направи това, техниката първо използва фокусиран лъч от заредени атоми, за да издълбае в повърхността на зърното мъничък, супер остър отвор. След това в Северозападния университет мострата от лунна почва влиза в атомна сонда, където е затворена с лазер, който събира атомите един по един.

Всеки атом се удря в детекторна плоча, като на по-тежки елементи, като желязо, отнема повече време, за да достигнат до детектора, отколкото на по-леките елементи, като водород. Чрез измерване на времето между лазерното изстрелване и атома, удрящ детектора, инструментът успява да определи вида на атома и неговия заряд.

И накрая, Гриър реконструира данните в три измерения, като използва цветно кодирана точка за всеки атом и молекула, за да направи наноразмерна 3D карта на лунния прах.

Това позволява на изследователите да видят както вида на атомите, така и точното им местоположение в лунната почва. И тъй като изследването на Гриър използва накрайник с наноразмер, зрънцето от лунен прах все още е на разположение за бъдещи експерименти.

Според изследователите, технологията с APT е особено ценна за изучаване на космическото изветряне на почвата, тъй като позволява да се търсят разлики между изветрели повърхности и не изложена лунна почва на космическо влияние по начин, който никой друг метод не може да постигне.

Разбирайки видовете процеси, които правят тези разлики, учените могат по-точно да предскажат какво се намира под повърхността на луни и астероиди, които са твърде далеч, за да се донесат мостри от тях за анализиране на Земята.

Гриър насърчава и други „космически химици“ да опитат новия подход. „Той е чудесен за цялостна характеристика на малки обеми от скъпоценни проби“, казва тя. „Имаме тези наистина вълнуващи мисии, като Hayabusa2 и OSIRIS-REx, които се връщат скоро на Земята, космически кораби, които събират малки парчета астероиди. Това е техника, която определено трябва да се приложи към това, което те връщат, защото използва толкова малко материал, но осигурява толкова много информация.“

Гриър и нейните колеги със сигурност ще правят нови анализи. НАСА поиска от тях да прекарат три години, изучавайки различни видове лунен прах с APT, за да определят по-точно количеството на вода и други аспекти на космическото изветряне.