Onderzoekers van NASA en het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, melden dat stromen van meteoroïden die op de maan inslaan, de dunne maanatmosfeer bezielen met een kortstondige waterdamp.

De bevindingen zullen wetenschappers helpen de geschiedenis van maanwater te begrijpen - een potentiële hulpbron voor het ondersteunen van langdurige operaties op de maan en menselijke verkenning van de diepe ruimte. Modellen hadden voorspeld dat meteoroïde-inslagen water van de maan als damp zouden kunnen vrijgeven, maar wetenschappers hadden het fenomeen nog niet waargenomen.

Nutsvoorzieningen, het team heeft tientallen van deze gebeurtenissen gevonden in gegevens die zijn verzameld door NASA's Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer. LADEE was een robotmissie die in een baan om de maan cirkelde om gedetailleerde informatie te verzamelen over de structuur en samenstelling van de dunne maanatmosfeer, en bepalen of er stof in de maanhemel is opgestegen.

"We hebben de meeste van deze gebeurtenissen getraceerd naar bekende meteoroïde stromen, maar het meest verrassende is dat we ook bewijs vonden van vier meteoroïde stromen die voorheen onontdekt waren, " zei Mehdi Benna van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en de Universiteit van Maryland Baltimore County. Benna is de hoofdauteur van de studie, gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen .

De nieuw geïdentificeerde meteoroïde stromen, waargenomen door LADEE, vond plaats op 9 januari 2 april, 5 april en 9 april 2014.

Er zijn aanwijzingen dat de maan water (H2O) en hydroxyl (OH) heeft, een reactiever familielid van H2O. Maar de discussies over de oorsprong van het water gaan door, of het wijdverbreid is en hoeveel aanwezig kan zijn.

"De maan heeft meestal geen significante hoeveelheden H2O of OH in zijn atmosfeer, " zei Richard Elphic, de LADEE-projectwetenschapper bij NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië. "Maar toen de maan door een van deze meteoroïde stromen ging, er is genoeg damp uitgestoten om het te detecteren. En dan, toen het evenement voorbij was, de H2O of OH ging weg."

Maanwetenschappers gebruiken de term "water" vaak om naar zowel H2O als OH te verwijzen. Uitzoeken hoeveel H2O en hoeveel OH aanwezig zijn, is iets wat toekomstige maanmissies zouden kunnen aanpakken.

LADEE, die werd gebouwd en beheerd door NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië, detecteerde de damp met behulp van zijn neutrale massaspectrometer, een instrument gebouwd door Goddard. De missie draaide van oktober 2013 tot april 2014 om de maan en verzamelde gedetailleerde informatie over de structuur en samenstelling van de maanatmosfeer, of juister, de "exosfeer - een zwakke omhulling van gassen rond de maan.

Om water vrij te maken, de meteoroïden moesten minstens 8 centimeter onder het oppervlak doordringen. Onder deze kurkdroge toplaag ligt een dunne overgangslaag, dan een gehydrateerde laag, waar watermoleculen waarschijnlijk aan stukjes aarde en gesteente blijven kleven, regoliet genoemd.

Uit de metingen van water in de exosfeer, de onderzoekers berekenden dat de gehydrateerde laag een waterconcentratie heeft van ongeveer 200 tot 500 delen per miljoen, of ongeveer 0,02 tot 0,05 gew.%. Deze concentratie is veel droger dan de droogste terrestrische grond, en komt overeen met eerdere studies. Het is zo droog dat men meer dan een ton regoliet zou moeten verwerken om 16 ons water te verzamelen.

Omdat het materiaal op het maanoppervlak pluizig is, zelfs een meteoroïde met een doorsnede van een fractie van een inch (5 millimeter) kan ver genoeg doordringen om een ​​wolkje damp af te geven. Bij elke aanslag een kleine schokgolf waaiert uit en werpt water uit de omgeving.

Wanneer een stroom van meteoroïden op het maanoppervlak regent, het vrijgekomen water zal de exosfeer binnendringen en zich erdoorheen verspreiden. Ongeveer tweederde van die damp ontsnapt de ruimte in, maar ongeveer een derde landt terug op het oppervlak van de maan.

Deze bevindingen kunnen de ijsafzettingen in koude vallen in de donkere uithoeken van kraters nabij de polen helpen verklaren. Het meeste bekende water op de maan bevindt zich in koude vallen, waar de temperaturen zo laag zijn dat waterdamp en andere vluchtige stoffen die het oppervlak tegenkomen, zeer lang stabiel blijven, misschien tot enkele miljarden jaren. Meteoroid-aanvallen kunnen water zowel in als uit koude vallen transporteren.

Het team sloot de mogelijkheid uit dat al het gedetecteerde water afkomstig was van de meteoroïden zelf.

"We weten dat een deel van het water van de maan moet komen, omdat de hoeveelheid water die vrijkomt groter is dan de watermassa in de meteoroïden die binnenkomen, " zei de tweede auteur van het artikel, Dana Hurley van het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory.

De analyse geeft aan dat meteoroïde-inslagen sneller water afgeven dan het kan worden geproduceerd door reacties die optreden wanneer de zonnewind het maanoppervlak raakt.

"Het water dat verloren gaat is waarschijnlijk oud, ofwel daterend uit de vorming van de maan of vroeg in haar geschiedenis is afgezet, ' zei Benna.

NASA leidt een duurzame terugkeer naar de maan met commerciële en internationale partners om de menselijke aanwezigheid in de ruimte uit te breiden en nieuwe kennis en kansen terug te brengen.