برای دهه‌ها، وجود آب و یخ در ماه توجه دانشمندان و کاوشگران فضایی را به خود جلب کرده است. بسیاری این موضوع را به عنوان پیشرفتی برای مأموریت‌های آینده می‌دانند که می‌تواند به اکتشافات بلندمدت کمک کند و منابع ضروری را فراهم سازد.
یافته‌های اخیر نشان می‌دهد که یخ ممکن است در زیر سطح ماه پنهان باشد، و این نظریه توسط اندازه‌گیری‌های جدید دما در ناحیه قطب جنوبی ماه در سال ۲۰۲۳ تأیید می‌شود.
نگاهی دقیق‌تر به دمای سطح ماه
دورگا پراساد و همکارانش از مأموریت چاندرایان-۳ نوسانات دما در ناحیه قطب جنوبی ماه را مورد بررسی قرار دادند. این کارشناسان مشاهده کردند که برخی از شیب‌هایی که به سمت خورشید قرار دارند، می‌توانند در میانه روز به حدود ۳۵۵ کلوین گرم شوند، که این میزان بیشتر از پیش‌بینی‌های قبلی است.
دورگا پراساد، محقق اصلی آزمایش ChaSTE، بیان کرد: «این موضوع نشان می‌دهد که توپوگرافی محلی در مقیاس متری می‌تواند دما را در عرض‌های جغرافیایی بالا تغییر دهد، برخلاف مناطق استوایی.»
تنها اندازه‌گیری‌های مستقیم گذشته در سطح ماه از مأموریت‌های آپولو در دهه ۱۹۷۰ به دست آمده بود.
شیب‌های ماه و ذخایر یخی
زمین‌های رو به خورشید می‌توانند به طرز شگفت‌انگیزی گرم شوند، در حالی که مناطق دور از خورشید خنک‌تر باقی می‌مانند. این تفاوت محلی در گرما می‌تواند تعیین کند که آیا یخ آب زیر خاک شکل می‌گیرد یا از بین می‌رود.
داده‌های جدید نشان می‌دهد که شیب‌های بیشتر از ۱۴ درجه که از خورشید دور هستند، ممکن است از یخ در نزدیکی سطح حمایت کنند. حتی تغییرات جزئی در زاویه می‌تواند تغییرات زیادی در نحوه جریان گرما از لایه‌های بالایی خاک ماه ایجاد کند.
پیش‌فرض‌های گذشته بیشتر بر روی دهانه‌های عمیق به عنوان مکان‌های اصلی برای پنهان شدن یخ تمرکز داشتند. اکنون، برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های کوچکتر نیز می‌توانند در صورت داشتن شیب کافی برای جلوگیری از تابش مستقیم خورشید، یخ داشته باشند.
این یافته ممکن است جستجو برای ذخایر یخ قابل دسترس را گسترش دهد. احتمال وجود یخ آب در چندین منطقه، ایده‌هایی درباره مکان‌های جدید برای فرود مأموریت‌های آینده را ایجاد می‌کند.
یخ ماه می‌تواند از پایگاه‌های قمری حمایت کند
مأموریت‌های آینده آرتمیس ناسا برای ناحیه قطب جنوبی ماه برنامه‌ریزی شده‌اند. اگر این مأموریت‌ها یخی را در چند سانتی‌متری زیر سطح پیدا کنند، این ذخیره می‌تواند یک منبع آب محلی باشد.
حمل آب از زمین هزینه‌بر است و وزن اضافی به موشک‌ها اضافه می‌کند. دسترسی به آب در ماه، گامی بزرگ در برنامه‌ریزی برای اقامت‌های طولانی‌تر و مأموریت‌های مکرر خواهد بود.
کارشناسان معتقدند که درک نوسانات دما کلید تعیین محل بقا و بقای یخ است. سنسورهای فضاپیماهایی مانند چاندرایان-۳ خلأ اطلاعاتی ما را به ویژه در عرض‌های جغرافیایی بالا پر می‌کنند.
روبات‌ها و کاوشگرها ممکن است به زودی این شیب‌های خنک‌تر را به صورت مستقیم بررسی کنند. ابزارهای حفاری می‌توانند حضور یخ را تأیید کرده و خلوص و حجم آن را ارزیابی کنند.
گرد و غبار ماه ممکن است تلاش‌ها برای دستیابی به این ذخایر پنهان را پیچیده‌تر کند. محققان باید در نظر داشته باشند که این گرد و غبار چگونه به ابزارها می‌چسبد و عملکرد تجهیزات را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
ملاحظات عملی برای کاوش
تحلیل‌های آینده می‌توانند درک ما از گسترش مناطق مناسب برای یخ را در زمین‌های قطب جنوبی ماه بهبود دهند. این دانش راهبردهای مأموریت را شکل داده و ایده‌های جدیدی در علوم قمری الهام می‌بخشد.
برخی مناطق ماه در شب می‌توانند تا ۱۰۵ کلوین (حدود ۲۶۸- درجه فارنهایت) سرد شوند. این سرمای شدید عملکرد فضانوردان و تجهیزات را در طول شب‌های قمری پیچیده می‌کند.
سیستم‌های گرمایشی مصنوعی نیازهای انرژی را افزایش می‌دهند. مهندسان باید برای گستره وسیع دماهایی که کاوشگرها و پایگاه‌ها تجربه خواهند کرد، برنامه‌ریزی دقیق داشته باشند.
سطوح نوری و سایه‌های رادیویی می‌توانند ارتباطات را تحت تأثیر قرار دهند. ممکن است پنل‌های خورشیدی کاوشگرها در صورت محدودیت در نور خورشید با مشکل شارژ مواجه شوند.
ماموریت‌های مریخ و کاوش‌های قمری
مأموریت‌های مریخ نیز از اندازه‌گیری‌های دما برای تعیین محل احتمالی یخ آب زیرزمینی استفاده کرده‌اند. ابزارهایی مانند سیستم تصویربرداری حرارتی، در نقشه‌برداری از نوسانات دما در سیاره سرخ حیاتی بوده‌اند.
روش‌های مشابه اکنون راهبردهای کاوش قمری را هدایت می‌کنند. سنجش از دور همراه با اندازه‌گیری‌های مستقیم، تصویر دقیق‌تری از منابع احتمالی در دسترس فراهم می‌کند.
آژانس‌های فضایی متعددی در حال آماده‌سازی برای اعزام کاوشگران رباتیک به مناطق مختلف ماه هستند. به اشتراک‌گذاری داده‌های دما و پراکندگی یخ می‌تواند خطرات را برای هر مأموریت کاهش دهد.
چالش‌های حفظ زندگی
حفظ ایمنی انسان در محیطی با نوسانات دمایی عظیم، به طراحی محکم برای پایگاه‌ها نیاز دارد. دیوارها باید عایق باشند تا در برابر گرمای شدید ظهر و سرمای شدید شبانه مقاومت کنند.
تکنولوژی لباس‌های فضانوردی باید در برابر گرد و غبار ماه که می‌تواند شیشه‌های کلاه‌ها را خراش دهد و به هر سطحی بچسبد، مقاومت کند. مهندسان به بررسی حرکت گرد و غبار و بهترین راه‌های مهر و موم کردن پایگاه‌ها می‌پردازند.
رویاهای ایجاد پایگاه دائمی در ماه
به‌مرور زمان با حل این چالش‌ها، کاوشگران نقشه‌ای روشن‌تر برای زندگی در ورای سیاره زمین خواهند داشت. رویای ایجاد یک پایگاه دائمی در ماه با ادامه تحقیقات نزدیک‌تر می‌شود.
برخی از کارشناسان زمانی را تصور می‌کنند که ساکنان قمری بتوانند یخ را استخراج کرده و در همان‌جا اکسیژن تولید کنند. این موضوع به آنها امکان می‌دهد تا برای مدت طولانی‌تری بمانند و به عمق بیشتری از فضا نفوذ کنند.
