Вода в полярных областях Луны. Часть V

Итак, благодаря этой статье Вы точно знаете, что на Луне есть вода и теперь можете с с чистой совестью отправиться в интернет магазины Беларуси за покупками! Для этого Вам не потребуется посещать сотни сайтов, т.к. все необходимые Вам товары, Вы найдете на bigshop.by!


032014 1022 5 Вода в полярных областях Луны. Часть V

Наиболее актуальной задачей в настоящее время является подтверждение положения о наличии отложений «летучих» на Луне.

 

Если водяной лед присутствует на лунной поверхности, то, прежде всего, его можно идентифицировать по наличию Н2O и ОН в лунной экзосфере.

 

При падении микрометеоритов на ледяную поверхность со скоростями, типичными для случая столкновения микрометеорита с Луной, в лунную экзосферу выбрасывается масса воды, равная -10 масс микрометеорита.

 

Концентрация Н2O и ОН в экзосфере вблизи полюсов в таком случае должна быть заметно выше, чем в экваториальных районах Луны.

 

032014 1022 6 Вода в полярных областях Луны. Часть V

При падении крупных метеоритов (D>0,5 м) в холодные ловушки, что происходит, вероятно, один раз за несколько десятков лет, концентрация Н2O и ОН в экзосфере вблизи полюсов должна резко увеличиваться. Такие события, по-видимому, можно обнаружить при постоянном мониторинге эмиссии ОН на длине волны спектрального излучения 3085 А.

 

Поток воды из холодных ловушек в предположении, что вся поверхность ловушки покрыта водяным льдом, описывается выражением:

Ffrom =k2 x Fmet x Str/Sm ~3xl03 кг/год,

где k2 — доля водной составляющей в метеоритном веществе, Fmet — поток межпланетного вещества на Луну, Str/ Sm — отношение площади холодной ловушки к общей площади поверхности Луны.

 

В пределах ошибок эта оценка совпадает с оценкой потока Н2O в лунные холодные ловушки. Подобное совпадение, по-видимому, не случайно, и свидетельствует в пользу возможного установления некоего динамического равновесия в круговороте воды на Луне.

 

Концентрацию Н2O в лунной экзосфере можно оценить, исходя из следующей зависимости:

N(H2O) = {Ffrom + Fsw + Fm} x Na x tf {Sm x H x Mr(H2O)},

где Na = 6xl023 — число Авогадро, Mr(H20) = 0,018 кг/моль — молярная масса воды; другие обозначения соответствуют использованным выше.

 

При времени фотолиза для спокойного Солнца tf = 105 с и шкале высот Н для молекул воды в дневной лунной экзосфере, равной 105 м, концентрация частиц воды в дневной экзосфере может достигать N(H20) ~2х109 м3, что совпадает в пределах ошибки с верхним пределом измерений концентраций молекул в лунной экзосфере современными методами. Увеличение точности измерений концентраций газов в лунной экзосфере на 1-2 порядка по сравнению с измерениями, выполненными в месте посадки корабля «Аполлон-17» комплексом приборов, доставленных на поверхность, позволит существенно увеличить достоверность сведений о поведении летучих на Луне.

 

Эффективным методом исследования льдов на поверхности ловушек может служить ИК-спектроскопия. Возможны два варианта применения этого метода:

— исследование лунной поверхности в отраженном свете в ближней инфракрасной области спектра, тогда требуется наличие источника ИК-излучения;

— исследование собственного излучения лунной поверхности в средней ИК-области спектра.

 

По наличию спектральных особенностей можно будет судить о присутствии летучих на лунной поверхности.

 

Прямые исследования в холодных ловушках с помощью пенетратора в избранной точке могут быть дополнены орбитальными данными.

 

Ряд обсуждаемых проектов предусматривает вариант лунохода для исследования отложений летучих в холодных ловушках.

 

Для построения обобщенной модели реголита в холодных ловушках, учитывающей наличие отложений летучих и, прежде всего, воды, необходимо рассмотреть более подробно процесс конденсации газов ударно-образованной лунной атмосферы в холодные ловушки.

 

В период существования после удара (падения метеорита или кометы) временной атмосферы будет существовать поток газа Qm вглубь реголита, который оценивается согласно следующему выражению:

Qm = 0,1 х { Mr / (R x T)}0,5 x ρ x δp x dP/h,

где R — универсальная газовая постоянная, ρ = 0,45 — предполагаемая пористость лунного реголита, δр -106 м — средний размер пор, dP — разница между давлениями газа на поверхности Р0 и под поверхностью Ph на глубине h.

 

Расчет потока газа вглубь реголита затруднен тем обстоятельством, что при конденсации газов в ловушках температурный режим реголита будет существенно отличаться от известного режима из-за выделения скрытой теплоты конденсации на поверхности ловушки.

 

032014 1022 7 Вода в полярных областях Луны. Часть V

Кометный источник летучих является единственным из предполагаемых источников, действием которого можно объяснить существование льдов на глубине порядка нескольких метров из-за образования временной лунной атмосферы. Отличить льды кометного и эндогенного происхождения на такой глубине можно по анализу их изотопного состава.

 

У свободной серы давление насыщенных паров в условиях ловушек незначительно для эффективной диффузии вглубь реголита, поэтому сера будет накапливаться на поверхности ловушек.

 

Из приведенного выше выражения можно получить условие существования летучих кометного происхождения в ловушках:

Рatmh< Тcolatm,

где P — давление газа над поверхностью холодной ловушки в период существования временной атмосферы, Тсо1 / Tatm ~104 — отношение характерного времени между столкновениями комет с Луной к характерному времени существования временной атмосферы. Это условие является значительно более сильным, чем условие конденсации газа в ловушке в период существования временной атмосферы.

 

Полученному условию в случае существования уникального теплоизоляционного слоя в холодных ловушках удовлетворяют только наименее летучие компоненты временной атмосферы, то есть S, Н2O и SO2. При отсутствии изолирующего слоя к этому списку добавляются СO2, следы H2S и HCN.


Найти на unnatural: Вода полярных областях Луны Часть
Автор: admin | 20 Март 2014 | 94 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100