Pendarat Bulan China Menemukan Sumber Air di Bulan
Misi pengembalian sampel bulan pertama Tiongkok, Chang'e 5, adalah misi eksplorasi bulan kelima dari Program Eksplorasi Bulan Tiongkok, diluncurkan pada 23 November 2020. Ia mendarat di bulan pada 1 Desember 2020, di Procellarum Oceanus Utara dekat kompleks vulkanik besar, Mons Rümker.
Oceanus Procellarum, yang diterjemahkan dalam bahasa Latin menjadi "Lautan Badai," adalah kuda betina bulan yang luas - dataran basaltik gelap yang dibentuk oleh aktivitas vulkanik yang dipicu oleh dampak asteroid kuno di sisi jauh Bulan. Maria (jamak untuk mare), yang diterjemahkan dalam bahasa Latin menjadi "laut" dinamai demikian karena para astronom awal mengira mereka sebagai laut yang sebenarnya. Demikian pula, Oceanus Procellarum disebut lautan karena ukurannya yang luas, karena membentang lebih dari 1.600 mil.
Di lokasi pendaratannya di Oceanus Procellarum, Chang'e 5 mengumpulkan lebih dari 60 oz. sampel bulan dari inti sekitar 3 kaki. Chang'e 5 Ascender lepas landas dari bulan pada 3 Desember dan Orbiter/Returner mengembalikan sampel ke Bumi pada 16 Desember 2020. Sejak saat itu, para ilmuwan telah mempelajari sampel tersebut.
Sampel dari Moon's Oceanus Procellarum, basalt kuda betina kuno yang namanya diterjemahkan menjadi "Samudra Badai", sekarang mungkin dapat menenangkan setidaknya satu badai ilmiah: sumber air bulan.
Pendarat bulan China Chang'E-5 mengirimkan konfirmasi definitif real-time pertama di tempat dari sinyal air di batuan dan tanah basal melalui analisis spektral onboard pada tahun 2020. Temuan ini divalidasi melalui analisis laboratorium sampel yang dikembalikan pendarat pada tahun 2021. Sekarang, tim Chang'E-5 telah menentukan dari mana air itu berasal.
Para peneliti mempublikasikan hasil mereka hari ini (14 Juni 2022) di jurnal Nature Communications .
“Untuk pertama kalinya di dunia, hasil analisis laboratorium sampel pengembalian bulan dan data spektral dari survei permukaan bulan in-situ digunakan bersama untuk memeriksa keberadaan, bentuk, dan jumlah 'air' dalam sampel bulan,” kata co-koresponden penulis LI Chunlai dari National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC). “Hasilnya secara akurat menjawab pertanyaan tentang karakteristik distribusi dan sumber air di zona pendaratan Chang'E-5 dan memberikan kebenaran dasar untuk interpretasi dan estimasi sinyal air dalam data survei penginderaan jauh.”
Chang'E-5 tidak mengamati sungai atau mata air bulan; bukan pendarat mengidentifikasi, rata-rata, 30 bagian hidroksil per juta di bebatuan dan tanah di permukaan Bulan. Molekul, terbuat dari satu oksigen dan satu atom hidrogen , adalah bahan utama air, serta hasil paling umum dari molekul air yang bereaksi secara kimia dengan materi lain. Meskipun mewakili apa yang LI sebut sebagai "ujung lemah fitur hidrasi bulan", hidroksil adalah untuk menyirami apa yang asap api: bukti.
Diagram skema spektral Chang'E-5 in-situ dan analisis sampel laboratorium. Delapan hiper-spektra yang diperoleh oleh spektrometer onboard menunjukkan penyerapan 2,85μm. Clast basalt Apatitesin yang mengandung hidroksil terlihat pada Gambar Elektron Tersebar Belakang. Piroksen (Pyx), Plagioklas (Pl), Ilmenit (Ilm), Troilite (Tro). Kredit: CNSA/GRAS
Sampel dikumpulkan selama bagian terpanas dari hari Bulan, pada suhu mendekati 200 ° F (93 ° C), ketika permukaan akan paling kering. Waktunya juga bertepatan dengan angin matahari yang rendah, yang dapat berkontribusi pada hidrasi pada daya yang cukup tinggi.
Bahkan dengan kondisi dehidrasi seperti itu, sinyal hidrasi masih muncul — jadi, para peneliti bertanya, dari mana asalnya?
Pertama kali terdeteksi oleh spektrometer mineralogi bulan pendarat di 11 sampel batuan dan tanah dan selanjutnya dikonfirmasi oleh lima analisis laboratorium multi-bagian tambahan pada delapan sampel, hidroksil ditemukan berasal dari dua sumber yang berbeda. Sebagian kecil muncul dalam bahan kaca yang dibuat oleh angin matahari yang mengganggu permukaan bulan, seperti yang terjadi pada sampel Apollo 11 yang dikumpulkan pada tahun 1971 dan diuji pada awal 2000-an. Tetapi sampel Chang'E-5 hanya mengandung sekitar sepertiga jumlah kaca yang mengandung hidroksil yang dihasilkan oleh angin matahari seperti sampel Apollo.
Ini menunjukkan bahwa angin matahari masih berkontribusi, meskipun lemah, terhadap kandungan hidroksil yang diamati di lokasi pendaratan Chang'E-5. Sebagian besar hidroksil dalam sampel Chang'E-5 terkandung dalam apatit, mineral kaya fosfat kristal yang secara alami ditemukan di Bulan, serta Bumi.
“Hidroksil berlebih ini asli, menunjukkan keberadaan air internal yang berasal dari bulan dalam sampel bulan Chang'E-5, dan air itu memainkan peran penting dalam pembentukan dan kristalisasi magma basaltik bulan akhir,” kata LI, merujuk dengan komposisi lokasi pendaratan Chang'E-5 di basalt kuda betina Oceanus Procellarum. “Dengan menyelidiki air bulan dan sumbernya, kami belajar lebih banyak tentang pembentukan dan evolusi tidak hanya Bulan itu sendiri, tetapi juga tata surya. Selain itu, air bulan diharapkan dapat memberikan dukungan untuk sumber daya in-situ bulan manusia di masa depan.”
Para peneliti merencanakan eksplorasi bulan berikutnya dengan penerus Chang'E-5, Chang'E-6 dan Chang'E-7. Menurut LI, mereka akan terus meneliti air bulan melalui penginderaan jauh, deteksi di tempat dan analisis laboratorium untuk lebih memahami sumber, distribusi, dan variasi temporal air bulan, termasuk es kutub.
Referensi: “Evidence of water on the lunar surface from Chang’E-5 in-situ spectra and returned samples” by Jianjun Liu, Bin Liu, Xin Ren, Chunlai Li, Rong Shu, Lin Guo, Songzheng Yu, Qin Zhou, Dawei Liu, Xingguo Zeng, Xingye Gao, Guangliang Zhang, Wei Yan, Hongbo Zhang, Lihui Jia, Shifeng Jin, Chunhua Xu, Xiangjin Deng, Jianfeng Xie, Jianfeng Yang, Changning Huang, Wei Zuo, Yan Su, Weibin Wen and Ziyuan Ouyang, 14 June 2022, Nature Communications.
