Как найти воду в космосе? Посмотреть на пыль
Космос — это не просто пустота и звёзды, это целый новый мир с множеством тайн и возможностей. И сейчас все хотят найти там воду. А зачем?
Всё просто: вода — это буквально источник жизни, и если мы хотим покорить другие планеты или астероиды, без воды нам никак не обойтись.
Зачем нужна вода?
Во-первых, нам без воды тупо не выжить: даже на Земле без неё мы продержимся всего несколько дней. Космонавты на МКС используют воду не только для питья, но и для приготовления пищи, и даже для того, чтобы помыться.
Если мы всерьёз собрались колонизировать Марс или Луну, то первым делом нужно решить именно водный вопрос.
Во-вторых, вода — источник кислорода и водорода: разложив H₂O на кислород и водород, мы получим и воздух для дыхания, и топливо для космических кораблей. Незаменимая вещь для долгих полётов, где на счётy каждый грамм груза.
В-третьих, вода на других планетах или астероидах может рассказать нам много об их истории и эволюции. Ведь, как мы знаем, вода — источник жизни, поэтому исследование воды на астероидах или других планетах позволит нам больше о узнать возможных формах жизни вне Земли (кто знает, может даже найти братьев по разуму).
Как найти воду?
До недавнего времени учёные искали воду при помощи инфракрасного анализа. Принцип прост: водяной лёд поглощает инфракрасное излучение определённой длины волны, однако способ не идеальный.
Основной его недостаток, особенно в случае если мы ищем воду, заключается в том, что инфракрасный анализ не всегда позволяет отличить собственно воду от других веществ с похожими спектральными характеристиками.
А ещё таким образом сложно обнаружить мелкие частицы водяного льда.
Более надёжно — отбирать образцы напрямую: например, японская миссия Hayabusa2, которая доставила на Землю образцы с астероида Рюгу. В итоге, получается очень точно, но и очень дорого и сложно.
Прорыв от МГУ
И вот недавно учёные Московского государственного университета (МГУ) разработали новую методику обнаружения воды в виде льда на астероидах.
Исследователи изучили параметры 112 разных астероидов и смоделировали спектры отражения тех, кто «пылит» возле своей поверхности
Почему обратили внимание на пыль? Да потому, что просто найти лёд на астероиде сложно: они находятся очень далеко от Земли, а их размеры относительно малы.
К тому же, вода в виде льда на астероидах обычно скрыта в недрах, лишь иногда, при столкновениях, лёд может оказаться на поверхности.
Поэтому учёные предложили оригинальный метод поиска воды: вместо того, чтобы искать сам лёд, они предлагают анализировать состав пыли и газа, которые выбрасываются с поверхности астероидов (и которые летают не так далеко от Солнца — менее 4 а.е.).
Астероиды у Юпитера и дальше пока не смотрим
Астрономическая единица (а.е.) — это просто расстояние от Земли до Солнца.
Дело в том, что при приближении к Солнцу лёд в недрах астероида нагревается и превращается в газ (такой процесс называется сублимацией). Газ вырывается наружу, увлекает за собой частицы пыли и образует своеобразный «хвост» (почти как у комет, но слабее).
Анализ состава этого «хвоста» и позволит выявить присутствие воды на астероиде.
Проблема только в том, что астероиды сами не светятся, поэтому смотреть приходится только на отражаемый ими солнечный свет. Оказалось, что частицы водяного льда лучше всего заметны в ультрафиолетовой части спектра.
В этом случае ледяные частицы легко отличить от других частиц, однако есть одно «но» — космические силикаты, которые имеют схожий спектр с водяным льдом, могут вносить погрешности. А ещё и сами учёные отмечают, что найти воду удалённо с вероятностью 100% — невозможно.
Вот, например, астероид Фаэтон. Когда его нагревает Солнце, он тоже даёт «хвост», только из его недр вырывается натрий, а не вода
Впрочем, по крайней мере новый способ увеличил вероятность обнаружения воды до 50%, в то время как традиционные методы дают лишь 30% успеха.
Перспективы
По итогу, пока что тут одни плюсы. Во-первых (очевидно), новая методика точнее и эффективнее, что позволяет быстрее находить воду.
Во-вторых, это всё ещё дешевле, чем отправлять к астероидам разные аппараты, которые будут отбирать образцы и потом везти их на Землю.
И наконец, эту технологию можно легко адаптировать для использования на различных космических аппаратах. Сами понимаете, какие тут перспективы открываются.
Учёные МГУ таким образом уже нашли признаки водяного льда на 17 астероидах: в будущем такие тела могут стать «заправочными станциями» для космических кораблей, а значит, дальний космос будет дешевле и доступнее.
Кроме того, с помощью этого способа можно оценить опасность астероидов, которые летят к нам в гости.
Предлагаемая нами методика также актуальна для обнаружения водяного льда на астероидах, сближающихся с Землёй. Для определения потенциальной угрозы важно оценивать их состав как можно более точно. С другой стороны, в отдалённой перспективе такие астероиды могут рассматриваться как источники важнейших внеземных ресурсов, в частности воды. В дальнейшем мы планируем продолжать исследования в этом направлении, проводя поиски активных астероидов при их обзорных наблюдениях и используя при этом более крупные телескопы.
К слову, исследование проводилось при участии учёных из Института астрономии РАН и Института космических исследований РАН при поддержке гранта Российского научного фонда. С подробными результатами можно ознакомиться в июньском выпуске журнала Solar System Research (если у вас есть подписка).
В общем, новая методика российских учёных — ещё один шаг в исследовании космоса.
И, возможно, каждый такой шаг приближает нас к ответу не только на вопрос о том, где искать воду во Вселенной, но и как найти самих себя.