Der Mond, der uns am nächsten gelegene Himmelskörper, zieht seit Tausenden von Jahren die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich. Wasser ist die Quelle des Lebens. Die Frage, ob es auf dem Mond Wasser gibt, beschäftigt Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Kürzlich In den Mondbodenproben, die von der Chang'e-5-Mission meines Landes zurückgebracht wurden, entdeckte Chen Xiaolongs Team vom Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften einen Mineralkristall reich an Wassermolekülen und Ammonium – ULM-1 [ 1], diese Entdeckung liefert neue „solide“ Beweise für die Existenz von Wasser auf dem Mond, kündigt die unendlichen Möglichkeiten der zukünftigen Erforschung des Weltraums an und regt uns auch zu grenzenloser Fantasie ...
Vorstellung von Astronauten, die auf dem Mond Gemüse anbauen丨Das Bild wird von KI erzeugt
01,
Große Entdeckung von Chang'e 5
Gibt es Wasser auf dem Mond?
Dieses Problem beschäftigt Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Studien an Apollo-Proben, die zwischen 1969 und 1972 gesammelt wurden, zeigten, dass im Mondboden keine hydratisierten Mineralien gefunden wurden. Seitdem ist „Der Mond ist trocken“ zum Grundkonsens der Mondwissenschaft geworden[2]. Allerdings haben Fernerkundungs- und Direct-Impact-Missionen in den letzten Jahren gezeigt, dass auf dem Mond möglicherweise Wasser vorhanden ist
. Das erste war der Nachweis einer großen Anzahl von Wassermolekülen
[3] in permanent beschatteten Kratern in der Nähe der Mondpole . Normalerweise wird angenommen, dass diese Wassermoleküle in Form von „Wassereis“ vorliegen.
Wassereis in den zweistufigen Bereichen des Mondes丨Bildquellenreferenz [2]
(links) Orte mit Wassereis (himmelblaue Punkte) am Nord- und Südpol des Mondes Die Graustufen im Basisbild stellen die Oberflächentemperatur dar. Je dunkler die Farbe, desto kälter ist sie (rechts). Beispiele für Reflexionsspektren von drei Bereichen, die Wassereis enthalten. Darüber hinaus wurden auch Anzeichen für die Existenz von Wassermolekülen gefunden Beleuchtungsgebiet in hohen Breitengraden, das zeigt, dass Wasser auf dem Mond
in anderen Formen als Wassereis existieren kann [4]
. Aufgrund des Mangels an Proben aus hohen Breitengraden und Polarregionen auf dem Mond liegen uns jedoch noch keine schlüssigen Beweise für das Vorhandensein von Wassermolekülen vor.
Sonde „Chang'e-5“丨Source Network
Am 17. Dezember 2020 landete das Probenmodul Chang'e-5 erfolgreich im Siziwang-Banner in der Inneren Mongolei und brachte 1.731 Gramm Mondproben zurück .
Dies ist das erste Mal, dass mein Land die Sammlung von Proben von außerirdischen Objekten abgeschlossen hat, und es ist auch das erste Mal seit 44 Jahren, dass Menschen neue Mondproben entnommen haben. 
Die Chang'e-5-Mission hat erfolgreich Mondbodenproben aus dem Bereich 43,058° nördlicher Breite auf dem Mond gewonnen. Der Breitengrad dieses Landeplatzes liegt viel höher als der der Apollo- und Mondmissionen. Es ist die Mondprobe mit der höchsten Breitengrad bisher. Die von Chang'e-5 gewonnenen Mondbodenproben bieten neue Möglichkeiten für die Untersuchung des Mondwassers.
02,
Was genau ist das diesmal entdeckte „Wasser“? Da der Mond fast
keine Atmosphäre hat, die die Sonnenstrahlung abschirmt
, kann die Temperatur beim Auftreffen der Sonne auf die Mondoberfläche auf bis zu 120 Grad Celsius ansteigen. In einer Umgebung mit so hohen Temperaturen verdunstet jegliches flüssiges Wasser, sodass die Menschen denken, dass es unmöglich ist, flüssiges Wasser auf dem Mond zu existieren. Was ist also das Wasser, das dieses Mal entdeckt wurde? Was Sie wissen müssen, ist, dass das von Wissenschaftlern untersuchte „Wasser“ nicht das „Wasser“ ist, das Menschen trinken. Mit dem vom Spektrometer erfassten „Wasser“ sind hier die Wassermoleküle bzw. Hydroxylgruppen in Mineralien gemeint, die unter bestimmten Bedingungen in das von uns getrunkene Wasser umgewandelt werden können. Wie wurde dieses Mineralwasser entdeckt? Es stellte sich heraus, dass das wissenschaftliche Forschungsteam unseres Landes aus dem von Chang'e-5 mitgebrachten Mondboden mehr als 1.000 Mineralfragmente aus der Mondbodenprobe CE5C0400 ausgewählt hat. Unter diesen Trümmern entdeckten Wissenschaftler einen prismatischen, plattenförmigen, transparenten Kristall. Dieses unbekannte Mondmineral erhielt den Namen
ULM-1
(unbekanntes Mondmineral-1). Foto eines ULM-1-Einkristalls丨Quellenangabe [1]Wissenschaftler verwendeten verschiedene Instrumente, um die chemische Zusammensetzung von ULM-1 zu analysieren. Es stellt sich heraus, dass in diesem Mineral Wasser und Ammonium
als Hydrat mit der Zusammensetzung
(NH4,K,Cs,Rb)MgCl3·6H2O
vorliegen. Die Summenformel dieses Hydrats enthält bis zu
6 Kristallwasser und das Massenverhältnis der Wassermoleküle in der Probe beträgt bis zu 41 %
.
Um die Richtigkeit dieser Entdeckung sicherzustellen, führten die Wissenschaftler auch strenge chemische und Chlorisotopenanalysen durch. Daten der Nanosekundärionen-Massenspektrometrie zeigen, dass sich die Chlorisotopenzusammensetzung dieses Minerals erheblich von der der Mineralien auf der Erde unterscheidet und mit Mineralien auf dem Mond übereinstimmt. Die Forscher analysierten auch die chemische Zusammensetzung und die Entstehungsbedingungen des Minerals und schlossen Erdverschmutzung oder Raketenabgase als Quelle dieses Hydrats weiter aus. Daher ist dieses Mineral das wahre „Mondwasser“.
Darstellung der Entstehung von ULM-1 auf dem Mond丨Quelle: Institut für Physik, Chinesische Akademie der Wissenschaften
Die Entdeckung dieses hydratisierten Minerals enthüllt eine mögliche Form von Wassermolekülen auf dem Mond –
hydratisiert Salz. Im Gegensatz zu flüchtigem Wassereis ist dieses Hydrat in den hohen Breiten des Mondes (Probenahmestelle Chang'e 5) sehr stabil. Das bedeutet: Dieses stabile hydratisierte Salz kann sogar in den riesigen sonnenbeschienenen Gebieten des Mondes existieren.
03, Woher kommt das Wasser auf dem Mond?
Trotz umfangreicher Laborforschung und Fernerkundungsforschung durch viele Wissenschaftler sind der Ursprung und die chemische Form des Mondwassers weiterhin unklar. Wissenschaftler gehen davon aus, dass „Wasser auf dem Mond“ hauptsächlich aus drei Quellen stammt: „Sonnenwind“ von der Sonnenoberfläche ausgestoßen und nach außen ausgebreitet. Die „Wasserstoffionen“ im Sonnenwind verbinden sich mit dem „Sauerstoff“ auf der Mondoberfläche und bilden Wassermoleküle oder Hydroxylgruppen. Diese Wasserstoffionen sind hochenergetische geladene Teilchen, die auch die Mondoberfläche durchdringen und in das Mondinnere gelangen können, wo sie sich mit Sauerstoff in den inneren Materialien des Mondes verbinden und Wassermoleküle bilden. Mit dieser Methode ließe sich auch Wasser auf dem Mond künstlich „produzieren“.
Hochgeschwindigkeits-Wasserstoffionen von der Sonnenoberfläche werden in die Mondoberfläche injiziert und auf der Oberfläche der Mondbodenpartikel angereichert丨Bildquellenreferenz [5]
MeteoriteneinschlagViele Asteroiden Wenn Kometen an Monden vorbeiziehen, können ihre Einschläge Wasser und andere flüchtige Materialien mit sich bringen. Darüber hinaus schmilzt die hohe Temperatur, wenn Meteore auf die Mondoberfläche treffen, den Mondboden. Bei solchen natürlichen Aktivitäten entstehen oft hohe Temperaturen von mehreren Tausend Grad, die ausreichen, um den umgebenden Boden zu schmelzen und schließlich Glas zu bilden. wie Material. Eine weitere Studie ebenfalls von Chang'e 5 zeigte, dass [6], Die Existenz solcher Glasperlen, die Wasser auf dem Mond einschließen, durch den Einschlag kleiner Himmelskörper und Mikrometeoriten verursacht wurde. Die beim Einschlag erzeugte hohe Temperatur schmolz den Mondboden . und nach allmählichem Abkühlen bilden sich wasserhaltige Glasperlen. Diese Glasperlen werden „
Impact-Glasperlen
“ genannt und könnten die „Minireservoirs“ des Mondes sein.
Zwei auf der Erde gefundene Einschlagglasperlen ähneln besonders Obsidian丨Source Network
Mond „lokales Wasser“
Einige Wissenschaftler glauben auch, dass es bei der Entstehung des Mondes Wasser gab. Der Mond entstand vor 4,5 Milliarden Jahren, und zu dieser Zeit könnte es auf dem Mond Wasser gegeben haben. Wissenschaftler haben beispielsweise Wasserspuren auf der Kraterseestruktur des Mondes entdeckt, die möglicherweise durch vulkanische Aktivität während seiner Entstehung entstanden sind. Das Innere des Mondes könnte nun auch Wasser enthalten, das durch vulkanische Aktivität und auf andere Weise an die Mondoberfläche abgegeben wird.
Es gibt auch Theorien, dass der Mond durch die Kollision zwischen der Erde und anderen Himmelskörpern entstanden ist. Letztendlich könnte das Wasser von der Erde stammen丨Quellennetzwerk
Die oben genannten drei Quellen könnten dazu führen Wasser auf dem Mond. Während zuvor entdecktes Mondwasser normalerweise exotischen Quellen wie Sonnenwind, Kometen und Meteoriten zugeschrieben wird, zeigt diese Studie, dass es sich bei dem in ULM-1 enthaltenen Wasser eher um das „lokale Wasser des Mondes“ handelt. Die 
größere thermische Stabilität des Hexahydrats im Vergleich zu Wassereis, die in Kombination mit seiner Lage in hohen Breitengraden dazu beitragen kann, molekulares Wasser über lange Zeiträume auf dem sonnenbeschienenen Mond zu konservieren.
Erwähnenswert ist auch, dass die Kristallstruktur und Zusammensetzung des dieses Mal entdeckten ULM-1 einem „seltenen Kratermineral“ ähnelt, das in den letzten Jahren auf der Erde entdeckt wurde. Auf der Erde entsteht das Mineral durch die Wechselwirkung von heißem Basalt mit vulkanischen Gasen, die reich an Wasser und Ammoniak sind.
04, Wozu dient Wasser auf dem Mond?
Die Suche nach Wasser, das stabil auf dem Mond existieren kann, eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung und Nutzung der Mondressourcen in der Zukunft.
Zuallererst ist Wasser die Quelle des Lebens: Wenn Astronauten langfristige Erkundungsmissionen auf dem Mond durchführen, benötigen sie viel Trinkwasser. Wenn auf dem Mond Wasserquellen gefunden werden können, werden die Kosten für den Wassertransport von der Erde erheblich reduziert. Darüber hinaus kann dieses Wasser für den Pflanzenanbau und die landwirtschaftliche Produktion verwendet werden. Der Anbau von Gemüse, Nahrungspflanzen usw. auf der Mondbasis wird dazu beitragen, eine teilweise Selbstversorgung mit Nahrungsmitteln zu erreichen und die Kosten und Risiken des Nahrungsmitteltransports von der Erde zu reduzieren. Zu dieser Entdeckung sagte der Forscher Chen Xiaolong: „Diese Art von hydratisiertem Mineral ist reich an Ammonium. Ammonium ist ein Stickstoffdünger. Was wir auf der Erde verwenden, ist Ammoniumbikarbonat. Darüber hinaus gibt es auch eine kleine Menge Kalium, nämlich a „Diese Entdeckung bietet den Menschen eine großartige Möglichkeit, in Zukunft Pflanzen auf dem Mond anzubauen.“ Darüber hinaus können durch Elektrolyse von Wasser Sauerstoff und Wasserstoff hergestellt werden. Sauerstoff kann von Astronauten zum Atmen verwendet werden, während Wasserstoff als Treibstoff für den Betrieb von Mondfahrzeugen und anderen Geräten verwendet werden kann.
Vorstellung der zukünftigen Mondbasis丨Das Bild wird von KI erzeugt
Kurz gesagt: 
Wasser hat viele wichtige Anwendungen beim Bau der zukünftigen Mondbasis. Wenn Menschen eine Basis auf dem Mond errichten und dort lange bleiben wollen, müssen sie die Wasserressourcen auf dem Mond optimal nutzen. Natürlich ist Wasser auf dem Mond nicht so einfach auszubeuten
, da das meiste Wasser auf dem Mond in extremen Umgebungen vorkommt, die Gewinnung und Verarbeitung dieser Wasserressourcen wird eine große technische Herausforderung sein.
05, Fazit
Die Forschung zum Mondwasser ist noch lange nicht abgeschlossen. Nach Ansicht wissenschaftlicher Forscher sind „die Bestätigung der Existenz von Wasser auf dem Mond und die Schätzung der Wassermenge“ von entscheidender Bedeutung für die Planung und den Bau von „wissenschaftlichen Mondforschungsstationen“ und „Monddörfern“. Diese neu entdeckte Existenzform von Wassermolekülen liefert auch neue Ideen für die Entwicklung und Nutzung der Mondressourcen und könnte das Entwicklungsmodell der Mondressourcen in der Zukunft verändern. Dem Plan zufolge werden die später von unserem Land gestarteten Chang'e 6 und Chang'e 7 auch weiterhin den Inhalt und die Verteilung des Mondoberflächenwassers vor Ort und im Orbitalmaßstab erfassen. Dieses Forschungsergebnis wird auch wissenschaftliche Informationen liefern Chang'e 6 und Chang'e 7. Unterstützen Sie die Zielerreichung.
Die Entdeckung von
molekularem Wasser aus den Mondbodenproben von Chang'e 5 ist zweifellos eine wichtige und aufregende Entdeckung. Obwohl es bei der Erschließung der Wasserressourcen auf dem Mond viele Schwierigkeiten gibt, glauben wir, dass wir mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie auch ein besseres Verständnis der Wasserressourcen auf dem Mond erlangen werden, was uns einen langfristigen Aufenthalt ermöglichen wird und Ressourcennutzung auf dem Mond in der Zukunft. Vielleicht können wir eines Tages wirklich auf dem Mond leben, Gemüse anbauen und einen grünen Mond sehen.
Das Titelbild des Artikels wird von KI generiert und ist nicht real. Referenzen[1]Jin, S., Hao, M., Guo, Z. et al. Hinweise auf ein hydratisiertes Mineral, das in der Chang'e-5-Mondprobe mit Wasser und Ammoniummolekülen angereichert ist. Nat Astron (2024) ]Li, S., Lucey, P. G., Milliken, R. E., Hayne, P. O., Fisher, E., Williams, J. P., ... & Elphic, R. C.. Direkte Nachweise von oberflächenexponiertem Wassereis in den LPI-Beiträgen des Mondes , 2018), 2087.
[4]Honniball, C. I. et al. Molekulares Wasser auf dem sonnenbeschienenen Mond entdeckt. Nat -Long Hao,Li,et al. NanoSIMS-Schwefelisotopenanalyse im 100-nm-Maßstab durch bildgebende Technik, Frontiers in Chemistry, 11, (2023).
[6]Honglei Lin et al.,In-situ-Detektion von Wasser auf der Mond durch den Chang'E-5 - lander.Sci
Adv.8,eabl9174(2022).
Wissenschaftler entdeckten zum ersten Mal molekulares Wasser im zurückgekehrten Mondboden, Science Network
Chinesische Wissenschaftler Auf dem Mond wurden Mineralien gefunden, die reich an Wassermolekülen sind, im Boden, Stimme der Chinesischen Akademie der Wissenschaften
月壤中發現富含水分子的礦物，中國科學院物理研究所 A02 組
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Das obige ist der detaillierte Inhalt vonWir haben zum ersten Mal Wasser im Mondboden entdeckt. Welches Gemüse werden Sie anbauen?. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!
