Een nieuwe studie geleid door wetenschappers van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) in Laurel, Maryland, toont aan dat uitlaatgassen van een middelgrote maanlander zich snel rond de maan kunnen verspreiden en mogelijk wetenschappelijk vitaal ijs op de maanpolen kunnen besmetten.

Computersimulaties van waterdamp uitgestoten door een 2, 650 pond (1, 200 kilogram) lander - ongeveer een kwart van de droge massa van de Apollo Lunar Module - die nabij de zuidpool van de maan landde, toonde aan dat uitlaatgassen slechts een paar uur nodig hebben om rond de hele maan te verspreiden. Van 30% tot 40% van de damp bleef in de maanatmosfeer en kwam twee maanden later aan de oppervlakte, en ongeveer 20% zou uiteindelijk een paar maanden daarna dichtvriezen bij de polen.

die resultaten, online gepubliceerd op 11 augustus in de Tijdschrift voor Geofysisch Onderzoek :Planeten, laten zien dat de interesse van onderzoekers in het bestuderen van het inheemse ijs in de poolkraters van de maan - ijs dat enkele miljarden jaren oud kan zijn - zorgvuldig moet worden overwogen tijdens verhoogde inspanningen om mensen naar de maan terug te brengen.

Omgaan met uitlaatgassen van ruimtevaartuigen op de maan is geen nieuw probleem. Onderzoekers waardeerden dit probleem tijdens NASA's Apollo-missies in de jaren '60 en '70, toen ze vroege modellen ontwikkelden om de verspreiding van uitlaatgassen door de maanatmosfeer en de vervuiling van het oppervlak te voorspellen.

"Uitlaatgassen tijdens de Apollo-missie compliceerden de metingen niet op dezelfde manier als nu, " zei Parvathy Prem, een onderzoeker bij APL en de hoofdauteur van het onderzoek.

Tijdens het Apollo-tijdperk de meeste belangstelling ging uit naar het verzamelen van maanmonsters. Hoewel dat vandaag de dag nog steeds zo is, de recentere ontdekking van ijs bewaard in permanent beschaduwde kraters nabij de maanpolen heeft de wetenschappelijke interesse verschoven naar het begrijpen van de oorsprong en verspreiding van water en andere vluchtige moleculen op het oppervlak van de maan en in zijn dunne atmosfeer.

"Dit zijn enkele van de weinige plaatsen waar we sporen kunnen vinden van de oorsprong van water in het binnenste zonnestelsel, "Zei Prem. Om dat record te lezen, moeten de samenstelling van die ijsjes en hun verschillende isotopen worden gemeten om af te leiden waar ze waarschijnlijk vandaan kwamen en hoe ze daar zijn gekomen. Uitgevroren uitlaatgassen van robot- of menselijke verkenning die zich op die ijsjes verzamelen zou die metingen kunnen verwarren, zelfs als de lander honderden kilometers verderop landt.

"Het interessante aan Parvathy's werk is dat het heel goed laat zien dat het effect, hoewel klein en tijdelijk, is wereldwijd, " zei Dana Hurley, een planetaire wetenschapper bij APL en co-auteur van de studie.

Ruimtevaartorganisaties kunnen verwachten dat vluchtige gassen het maanoppervlak aanzienlijk zullen bedekken op ruim 100 kilometer van de landingsplaats.

De residu-uitlaat verdwijnt uiteindelijk, maar Hurley wijst erop dat de huidige plannen voor menselijke verkenning van de maan betekenen dat dit vaker en met veel zwaardere landers zal gebeuren.

"De resultaten van deze studie stimuleren de kritieke noodzaak om het onderzoek uit te voeren dat we willen doen over de maanatmosfeer en vluchtige afzettingen, terwijl ze relatief ongerept zijn, ' zei Hurley.

Prem waarschuwt dat het model niet waterdicht is. Een van de meest opvallende beperkingen is dat het de mate aanneemt waarin water interageert en "plakt" aan het maanoppervlak, dat is nog steeds onzeker, maar van groot belang om te begrijpen hoe gemakkelijk water rond de maan wordt getransporteerd. Het model volgt ook alleen waterdamp, die ongeveer een derde van de samenstelling van de uitlaat van de meeste landers omvat. Andere uitlaatmoleculen, zoals waterstof, ammoniak en koolmonoxide, kan zich anders gedragen en misschien zelfs nog langer aanhouden.

Vervolgwerk moet het meten van de hoeveelheid uitlaatgassen omvatten die zich rond de maan bevindt tijdens en na toekomstige landingen, Prem zei, wat zou helpen om een ​​antwoord te vinden op hoeveel deze uitlaatgassen aan het oppervlak "kleven". "Maar ik zou ook willen voorstellen dat het modelleren en monitoren van het lot van uitlaatgassen een routinematig onderdeel zou moeten zijn van de ontwikkeling en planning van maanmissies."

Gesprekken over het verminderen van uitlaatgassen zijn nog maar net begonnen, Prem uitgelegd.

In januari, NASA voltooide 16 wetenschappelijke en technologische demonstratieladingen die het had geselecteerd om via het Artemis-programma naar de maan te worden geleverd, inclusief de Surface Exosphere Alterations door Landers (SEAL), een instrument dat de chemische reactie van het maanoppervlak tijdens een landing zal onderzoeken, evenals eventuele verontreinigingen die mogelijk zijn geïnjecteerd.

"Of we nu van plan zijn of niet, we gaan dit experiment doen om uitlaatgassen mee te nemen, "Zei Prem. Het is nu een kwestie van beslissen hoe we met ze omgaan.