|
Луноходы могут скрыть следы происхождения жизни
|
|
|
|
Согласно недавнему исследованию, более половины метана, выбрасываемого лунными космическими аппаратами, может в конечном итоге загрязнить районы Луны, которые в противном случае могли бы дать ключ к пониманию происхождения земной жизни. Загрязнение может быстро увеличиться независимо от места приземления космического аппарата; даже при посадке на Южном полюсе молекулы метана могут "перепрыгнуть" через лунную поверхность к Северному полюсу менее чем за два лунных дня.
|
|
|
|
Авторы исследования пишут, что по мере того, как интерес к исследованию Луны растет среди правительств, частных компаний и неправительственных организаций, становится крайне важным понять, как исследование может повлиять на возможности научных исследований. Эти знания могут помочь в разработке стратегий планетарной защиты лунной среды, а также лунных миссий, направленных на минимизацию воздействия на эту среду, и подсказок о нашем прошлом, которые могут в ней содержаться. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research: Planets.
|
|
|
|
"Мы пытаемся защитить науку и наши инвестиции в космос", - сказал Сильвио Синибальди, специалист по планетарной защите Европейского космического агентства и старший автор исследования.
|
|
|
|
По его словам, Луна — это естественная лаборатория, готовая к новым открытиям, но, как это ни парадоксально, "наша деятельность на самом деле может помешать научным исследованиям".
|
|
|
|
|
|
|
На полюсах Луны кратеры, покрытые вечной тьмой (так называемые области с постоянной тенью), содержат лед, который может содержать материалы, доставленные на Луну и Землю миллиарды лет назад кометами и астероидами. Ученые надеются, что в состав этих материалов могут входить "пребиотические органические молекулы" — ключевые ингредиенты, которые при определенных условиях могли объединиться, чтобы сформировать первоначальные строительные блоки жизни, такие как ДНК. Обнаружение этих молекул в их первоначальной форме может позволить исследователям изучить, как они привели к возникновению жизни на Земле.
|
|
|
|
"Мы знаем, что в Солнечной системе есть органические молекулы — например, в астероидах", - сказал Синибальди. "Но как они стали выполнять определенные функции, подобные тем, которые они выполняют в биологической материи, - это пробел, который нам необходимо заполнить".
|
|
|
|
Динамичная, постоянно меняющаяся поверхность Земли, вероятно, давным-давно стерла все следы того, как выглядели эти первоначальные молекулы. Поверхность Луны, участки которой оставались относительно неизменными в течение миллиардов лет, может сохранить лучшие показатели, особенно в постоянно затененных областях, где молекулы имеют тенденцию накапливаться из—за низких температур, которые замедляют их движение. К сожалению, это может также включать молекулы, выпущенные лунными космическими аппаратами, которые потенциально скрывают первозданные свидетельства происхождения жизни.
|
|
Безумный молекулярный рывок
|
|
|
|
Синибальди и Франциска Пайва, физики из Высшего технического института и ведущие авторы исследования, построили компьютерную модель, чтобы смоделировать возможные последствия этого загрязнения, используя в качестве примера миссию Европейского космического агентства Argonaut. Моделирование было сосредоточено на том, как метан, основное органическое соединение, выделяющееся при сгорании топлива для аргонавтов, может распространиться по поверхности Луны во время посадки на Южном полюсе Луны.
|
|
|
|
В то время как предыдущие исследования изучали, как молекулы воды могут перемещаться на Луне, ни одно из них не проводилось для органических молекул, таких как метан. Новая модель также учитывала, как такие факторы, как солнечный ветер и ультрафиолетовое излучение, влияют на поведение метана.
|
|
|
|
"Мы пытались смоделировать тысячи молекул и то, как они движутся, как они сталкиваются друг с другом и как они взаимодействуют с поверхностью", - сказал Пайва, который во время исследования был магистрантом в Университете Левена и стажером в Европейском космическом агентстве. "Это требовало больших вычислительных мощностей. Нам приходилось проводить каждое моделирование в течение нескольких дней или недель".
|
|
|
|
Модель показала, что выхлопной метан достигает Северного полюса менее чем за два лунных дня. В течение семи лунных дней (почти семи месяцев на Земле) более половины всего отработанного метана было "заморожено" на холодных полюсах — 42% на Южном полюсе и 12% на Северном.
|
|
|
|
"Временные рамки стали самым большим сюрпризом", - сказал Синибальди. "Через неделю вы могли бы наблюдать распределение молекул от Южного до Северного полюса".
|
|
|
|
Отчасти это объясняется тем, что в атмосфере Луны почти нет других молекул, с которыми можно было бы столкнуться. Молекулы метана на Луне, движимые только гравитацией, свободно перемещаются по ландшафту, как надувные мячики по пустой комнате, заряжаясь энергией от солнечного света и замедляясь от холода.
|
|
|
|
"Их траектории в основном баллистические", - сказал Пайва. "Они просто перемещаются из одной точки в другую".
|
|
|
|
Это вызывает беспокойство, объяснила она, потому что это означает, что нигде не может быть надежных посадочных площадок: "Мы показали, что молекулы могут перемещаться по всей Луне. В конце концов, где бы вы ни приземлились, везде будет загрязнение".
|
|
|
|
Это не значит, что ничего нельзя сделать, чтобы свести загрязнение к минимуму. Пайва отметил, что более холодные места посадки могут по-прежнему лучше улавливать молекулы выхлопных газов, чем более теплые. Также могут быть способы избежать загрязнения: Синибальди хочет изучить, могут ли молекулы выхлопных газов просто оседать на обледенелых поверхностях PSR, оставляя материал под ними невредимым для исследований.
|
|
|
|
Прежде всего, по словам ученых, полученные результаты нуждаются в подтверждении как с помощью дополнительного моделирования, так и с помощью реальных измерений на Луне.
|
|
|
|
"Я хочу обсудить это с командами миссий, потому что, в конце концов, это не теория — это реальность, и мы собираемся отправиться туда", - сказал Синибальди. "Мы упустим возможность, если у нас на борту не будет приборов для проверки этих моделей".
|
|
|
|
Пайва надеется изучить, могут ли другие молекулы, помимо метана, в том числе содержащиеся в оборудовании космических аппаратов, таком как краска и резина, также представлять опасность для исследований.
|
|
|
|
"У нас есть законы, регулирующие загрязнение окружающей среды на Земле, например, в Антарктиде и национальных парках", - сказала она. "Я думаю, что Луна - это такая же ценная среда, как и они".
|
|
|
|
Источник
|
