بشر به کشف آب در ماه نزدیک شد

محققان معتقدند که گودال‌های تاریک موجود در نزدیکی‌های دو قطب ماه، حجم زیادی از آب را به صورت یخ‌زده در دل خود جای داده‌اند. با کشف آب در ماه امکان کاوش‌های پرشمار رباتیک یا حتی انسان محور در این قمر میسر خواهد شد.

در مطالعه‌ی تازه‌ای که نتایج آن اخیرا به چاپ رسیده است، محققان داده‌های حاصل از فضاپیماهای ماه‌گرد امریکا و هندوستان را با یک مدل شبیه‌سازی شد‌ه‌ی کامپیوتری مقایسه کردند؛ با این هدف که بدانند آیا داده‌های جمع‌آوری شده ارتباطی با وجود یخ و کشف آب در ماه دارند یا خیر؟ بر اساس این مدل، صدها نقطه در سطح یا نزدیکی‌های سطح ماه شناسایی شد که ظن وجود یخ در آن‌ها می‌رود.

«لزلی گرچ» زمین‌شناس دانشگاه علوم و تکنولوژی میزوری؛ علی‌رغم مهم و خاص توصیف کردن این داده‌های تازه، آن‌ها را غافلگیرکننده نمی‌داند. او به عنوان کسی که درباره‌‌ استخراج منابع از اجرام فضایی مطالعاتی را انجام داده می‌گوید: ایده‌ی کشف آب در ماه مدت‌هاست که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است و حالا این نتایج نشان می‌دهند که چنین موضوعی می‌تواند حقیقت داشته باشد.

در صورت صحت داشتن این فرضیه، بستر لازم برای اجرای عملیات حفاری در سطح ماه مهیا خواهد شد. به گفته‌ی «آنخل عباد-مادرید» از کالج معدن‌شناسی کلرادو:

اطمینان از وجود یخ در سطح فوقانی این قمر، برای تدارک عملیات استخراج ضروری است و حالا یک قدم دیگر به شناخت ماه و توضیح امکان دسترسی به یخ در آن نزدیک شده‌ایم. کشف آب در ماه و استخراج آن، می‌تواند اولین گام برای تاسیس یک پایگاه فضایی باشد.

اما یافتن تکه یخ‌های سهل‌الوصول در قمر زمین، تنها از این حیث حائز اهمیت نیست که آب آشامیدنی مورد نیاز فضانوردان را تامین خواهد کرد؛ چرا که آب قابل جداسازی به اتم‌های سازنده‌اش (هیدروژن و اکسیژن) است و می‌توان از آن برای تامین سوخت راکت ‌ها و تجهیزات اکتشافی هم استفاده کرد. به این ترتیب اکتشافات فضایی وارد عصر تازه‌ای خواهد شد.

با منابع عظیم سوخت که از آب‌ موجود در ماه منشا خواهند گرفت، چه بسا جف بزوس (موسس کمپانی آمازون) و ایلان ماسک (موسس کمپانی‌های تسلا و اسپیس ایکس) بلندپروازی‌های فضایی خود را بیش از پیش دست‌یافتنی ببینند. بزوس رویای انتقال صنایع سنگین به کره ماه را در سر می‌پروراند و ماسک نیز درصدد تاسیس اقامتگاه‌های دائمی برای انسان در آنجا است.

اما هم عباد-مادرید و هم گرچ که البته نقشی در این مطالعه‌ی تازه نداشتند، معتقدند ما هنوز آمادگی آغاز عملیات استخراج منابع از ماه را نداریم؛ چه رسد به اقامت در آنجا یا تسلط بر کل منظومه شمسی!

نقشه‌ای از مناطق سرد گودال‌های ماه در قطب شمال (سمت چپ) و قطب جنوب (سمت راست) آن. نقاط سبز، موقعیت احتمالی آب‌های منجمد در سطح یا نزدیکی سطح قمر را نشان می‌دهند.

این قمر 4.5 میلیارد ساله و فاقد هوا، محیطی خشن‌تر از آن دارد که بتواند آب را برای مدت طولانی در خود نگه دارد. دمای روزهای سوزان ماه، بالاتر از نقطه جوش آب است و حتی سبب تصعید یخ می‌شود. بادهای خورشیدی نیز تمامی گازهای آزاد در نزدیکی‌های سطح ماه را به سوی فضا هدایت می‌کنند.

با این حال، محققان دهه‌ها روی شناسایی مناطق سرد در گودال‌های دائمی کره ماه کار کرده‌اند. برخی از این مناطق، آنچنان دمای پایینی دارند که نه تنها می‌توانند آب را به صورت یخ‌زده نگه دارند، بلکه بخار آب در حال گذر را نیز منجمد می‌کنند. احتمال وجود چنین نقاط سردی در سال‌های اخیر به لطف داده‌های ارسالی فضاپیماهایی چون مدارگرد اکتشافی ماه یا LRO (متعلق به ناسا) و چاندرایان 1 (متعلق به سازمان فضایی هند) قوت گرفته است.

حتی یک ماهواره تحقیقاتی موسوم به LCROSS نیز روی یکی از این گودال‌ها متمرکز شد و به شواهدی مبنی بر وجود آب و جیوه دست یافت. البته در آن مقطع مشخص نشد که این آب تا چه حد به سطح نزدیک است، اما در مطالعه‌ی اخیر این احتمال داده شده که حداقل در 3.5 درصد از مناطق سرد ماه، آب یخ زده در سطح یافت شود.

با این وجود، همچنان برآوردی در خصوص ضخامت و عمق این لایه‌های احتمالی یخ صورت نگرفته و ممکن است که برخلاف توده‌های ضخیم یخ قطب‌های زمین، لایه‌های یخ موجود در گودال‌های قطبی ماه، بسیار نازک باشند. محققان راهکار ابهام‌زدایی از این موضوع را اعزام یک کاوشگر کوچک به نقاط مدنظر برای بررسی ضخامت و کیفیت یخ می‌دانند. چنانچه این یخ خالص باشد، بهره‌برداری از آن چندان مشکل نخواهد بود، اما اگر با گرد و خاک سطح ماه موسوم به «رگولیت» مخلوط باشد، پروسه استخراج و تصفیه‌ی چالش‌برانگیزی را در پیش خواهیم داشت.

نحوه اجرای عملیات استخراج در صورت کشف آب در ماه

با فرض بر اینکه مقادیر کافی یخ قابل استخراج در گودال‌های ماه وجود داشته باشد؛ استخراج این منابع دردسرهای خاص خود را دارد؛ زیرا همان‌طور که گفته شده قرار گرفتن یخ در محیط فاقد هوا و داغ ماه، با از بین رفتن آن همراه خواهد بود.

در ماه ژوئن کنفرانسی در کالج معدن‌شناسی کلرادو برگزار شد و متخصصان امر، به بررسی راه‌های استخراج منابع در ماه پرداختند. عباد-مادرید استفاده از سه بازتاب دهنده‌ی خورشیدی (در واقع سه آینه غول‌آسا) برای هدایت انرژی خورشید و ایجاد محیطی کنترل شده برای به دام انداختن گازهای ناشی از تصعید یخ را پیشنهاد داد. به این ترتیب جمع‌آوری بخار آب و انتقال آن به یک نیروگاه میسر خواهد شد؛ نیروگاهی که بتواند با استفاده از انرژی الکتریکی، بخار آب را به اکسیژن و هیدروژن تفکیک کرده و به صورت مایع ذخیره نماید.

این اکسیژن و هیدروژن نه تنها امکان سوخت‌گیری تجهیزات موجود در ماه را فراهم خواهند کرد؛ بلکه می‌توان سوخت مازاد را در تانکرهایی قرار داد، به مدار ماه فرستاد و نوعی ایستگاه سوخت رسانی فضایی را احداث کرد. این محقق اعتقاد دارد:

 با چنین طرحی، لزوم حمل تمامی سوخت مورد نیاز از زمین منتفی خواهد بود؛ موضوعی که اصلی‌ترین عامل محدودکننده‌ برای انجام ماموریت‌های اکتشافی در عمق فضا است.

البته موفقیت عملیات حفاری و استخراج، حتی روی زمین هم 100 درصد تضمین شده نیست. معادنی که امکان استخراج مولد و طولانی مدت در آن‌ها وجود داشته باشد، به ندرت یافت می‌شوند و بسیاری از پروژه‌ها به شکست می‌انجامند. گرچ با اشاره به این موضوع، بهره‌گیری از تکنیک‌های متفاوت و پیشرفت‌های الکترونیکی امروزی را کارگشا می‌داند؛ اما با توجه به فاصله‌ی 385 هزار کیلومتری ماه از زمین، فقدان هوا و سطح بالای پرتوهای خورشیدی در آن، همچنان به مشکل بودن این کار باور دارد.

از طرفی برخی از محققان، حفاری در سیارک‌ها و شهاب‌ها را دیگر گزینه‌ی پیش رو می‌دانند؛ اما این اجرام در فاصله بسیار دورتری از ما قرار دارند. به همین دلیل عباد-مادرید به شرط کشف آب در ماه ، حفاری در آن را منطقی‌تر می‌داند و می‌گوید: ماه آنقدر نزدیک است که حتی با کنترل از راه دور نیز می‌توان در آن حفاری کرد.