น้ำบนดวงจันทร์ การค้นพบครั้งใหม่ที่ช่วยเปิดมุมมองการสำรวจดวงจันทร์ในอนาคต

ครั้งหนึ่งอาจมีน้ำอยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์

การศึกษาชิ้นใหม่ 2 หัวข้อที่จะช่วยตอบคำถามที่แสนลึกลับของวัฏจักร น้ำบนดวงจันทร์ และอาจจะได้เบาะแสเกี่ยวกับทรัพยากรน้ำบนดวงจันทร์ให้แก่นักบินอวกาศในอนาคต

ในปีนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นคว้าวิจัยเรื่องน้ำบนพื้นผิวของดวงจันทร์ และมีการตีพิมพ์ลงในวารสารเนเจอร์แอสโตรโนมี (Nature Astronomy) ยืนยันเรื่องการมีอยู่ของ น้ำบนดวงจันทร์

การศึกษาเรื่องแรก คือหลักฐานเรื่องโมเลกุลของน้ำที่เกาะติดหรือถูกหุ้มอยู่ภายในพื้นผิวดวงจันทร์ที่แสงแดดส่องถึง การศึกษาเรื่องที่สองเกี่ยวกับการจำลองพื้นที่เล็ก ๆ บนดวงจันทร์ที่เกิดเงา พบว่าพื้นที่ 39,856 ตารางกิโลเมตร ซึ่งเป็นพื้นที่เทียบเท่ากับสนามฟุตบอลเกือบ 7,500,000 แห่ง พบว่าบริเวณดังกล่าวมีอากาศเย็นพอที่จะเก็บน้ำแข็งได้ประมาณร้อยละ 20 ของพื้นที่ที่เกิดเงา

จากการตรวจสอบรูปแบบของน้ำ และบริเวณที่พบน้ำบนพื้นผิวดวงจันทร์ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะเข้าใจวัฏจักรน้ำบนดวงจันทร์ซึ่งแตกต่างจากบนโลกมากขึ้น การก่อตัวของน้ำบนดวงจันทร์อาจจะประกอบด้วยไฮโดรเจนจากระบบสุริยะทําปฏิกิริยากับออกซิเจนบนพื้นผิวดวงจันทร์

การศึกษาชิ้นนี้มีความสําคัญสําหรับมนุษย์ในอนาคตที่เดินทางไปยังดวงจันทร์ รวมทั้งภารกิจอาร์ตาของนาซาที่กำลังจะเกิดขึ้น ซึ่งเป็นภารกิจที่จะมีผู้หญิงคนแรกไปเยียบผิวดวงจันทร์ การค้นพบน้ำและน้ำแข็งในอนาคตจึงอาจจะเป็นเหมืองทรัพยากรที่ใช้แปลงเป็นเชื้อเพลิงสำหรับงานสำรวจบนดวงจันทร์

น้ำบนดวงจันทร์

 

โลกของน้ำ

ดวงจันทร์ถือเป็นสถานที่ที่มีความผันผวนของอุณหภูมิสูงมาก โดยในกลางวันอาจขึ้นไปสูงสุด 121 องศาเซลเซียส และในช่วงกลางคืนอาจมีอุณหภูมิติดลบต่ำสุดที่ -133 องศาเซลเซียส หากไม่มีชั้นบรรยากาศป้องกันที่หนาพอ น้ำอาจจะระเหยหายไปในอวกาศได้อย่างรวดเร็ว

นักวิจัยมองหาร่องรอยจำเพาะของน้ำบนพื้นผิวดวงจันทร์ด้วยแสงอินฟราเรด เคซีย์ ฮอนนิบัลล์ นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซา และผู้เขียนบรรยายการศึกษาเกี่ยวกับโมเลกุลของน้ำ การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่ส่วนหนึ่งของสเปกตรัมอินฟราเรดที่ทั้งน้ำและไฮดรอกซิลเกิดการเรืองแสง ด้วยการเลือกส่วนที่แตกต่างกันของสเปกตรัม

“ ฉันไม่รู้จริง ๆ ว่าทำไมใครบางคนถึงไม่คิดเรื่องนี้เร็วกว่านี้ มันเป็นความคิดที่ยอดเยี่ยม” ซันไชน์ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการตรวจจับสัญญาณน้ำบนดวงจันทร์ในปี 2009 กล่าว

สำหรับการศึกษาใหม่นี้ฮอนนิบัลล์และเพื่อนร่วมงานของเธอ ได้รวบรวมข้อมูลจากการสำรวจชั้นบรรยากาศสตราโทสเฟียร์สำหรับดาราศาสตร์ด้วยแสงอินฟราเรด ในปี 2018 ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดที่ติดตั้งบนเครื่องบินจัมโบ้เจ็ท หลังจากนั้นราวสองเดือน ฮอนนิบัลล์ที่กำลังนั่งประมวลผลข้อมูลบนโซฟาอันแสนสบายของเธอ เธอพบสัญญาณน้ำปรากฏขึ้น “ฉันกรีดร้องเสียงดังมาก” เธอกล่าว

จากข้อมูลเธอพบว่า น้ำบนดวงจันทร์ค่อนข้างหายาก โดยเทียบเท่าได้ประมาณ 340 กรัมต่อลูกบาศก์เมตรของตัวอย่างที่สำรวจ ฮอนนิบัลล์ตั้งข้อสังเกตว่า เนื่องจากอากาศแห้งกว่าทะเลทรายซาฮาราถึงร้อยเท่า แม้ว่าเธอต้องทำงานเพิ่มขึ้นเพื่อตรวจสอบความเข้มข้นของน้ำเนื่องจากการประมาณขึ้นอยู่กับการสังเกตหนึ่งครั้งในสถานที่เดียวกันในวันพระจันทร์เต็มดวง

แต่เป็นการยืนยันที่รอคอยมานานสำหรับซันไชน์ “มันคุ้มค่ามาก” เธอกล่าว “ฉันรู้สึกขอบคุณมากที่พวกเขาทำงานได้ดี”

น้ำบนดวงจันทร์

สู่เงามืด

การศึกษาครั้งที่สองเน้นเรื่องร่องแยกของน้ำที่เป็นเงาบนผิวดวงจันทร์  นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่า น้ำอาจคงสถานะเป็นน้ำแข็งภายในหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ในบริเวณที่มีร่มเงาอย่างถาวร

การปรากฏของน้ำแข็งในจุดดังกล่าวได้รับการยืนยันในเดือนตุลาคม ปี 2009 เมื่อยานสำรวจของนาซาลงจอด และปฏิบัติภารกิจสำรวจปล่องภูเขาไฟบนดวงจันทร์ ที่มีเงาใกล้ขั้วใต้ และตรวจพบหลักฐานของน้ำแข็ง

นักวิจัยได้ทำแผนที่บริเวณที่หนาวจัดขนาดใหญ่เหล่านี้  แต่หลังจากดูภาพความละเอียดสูงของพื้นผิวดวงจันทร์จากยานลูนาร์รีคอนเนสเซนซ์ออร์บิเตอร์ หรือ แอลอาร์โอ  ทีมวิจัยพบว่า พื้นที่น้ำแข็งที่มีเงาอาจเกิดขึ้นได้บ่อยกว่าที่คิด ซึ่งเกิดขึ้นได้แม้ในพื้นที่ขนาดเล็กมาก  ทุกครั้งที่ซูมภาพพวกเขาจะเห็นมากขึ้นเรื่อย ๆ :“มันมีเงาอยู่ตลอดทาง” เฮย์เนกล่าว

จากการสร้างแบบจำลองอุณหภูมิและเงาบนดวงจันทร์ทีมงานพบว่าน้ำแข็งสามารถก่อตัวในพื้นที่เล็ก ๆ ขนาดเล็กเท่ามด  เฮย์เนกล่าว ชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์เบาบางมาก อุณหภูมิพื้นผิวไม่เท่ากัน ดังนั้น จุดที่ได้รับแสง และจุดที่เป็นเงา อาจมีอุณหภูมิต่างกันหลายร้อยองศาเซลเซียส

การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่า พื้นที่ที่ปกคลุมไปด้วยเขตหนาวและมีเงา มีมากกว่าร้อยละ 20 หากพื้นที่เหล่านี้เต็มไปด้วยน้ำค้างแข็ง ปริมาณน้ำแข็งจะเท่ากับน้ำหลายพันล้านกิโลกรัม เฮย์เนกล่าว  แต่จำนวนน้ำแข็งที่แน่ชัดยังคงเป็นคำถามปลายเปิด ที่รอการศึกษาต่อในอนาคต

การเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ

การศึกษาร่วมกันสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มจับต้นชนปลายได้ว่า วัฏจักรของน้ำบนดวงจันทร์ทำงานอย่างไร

น้ำบนดวงจันทร์มาจากแหล่งต่าง ๆ ไม่กี่แห่ง อาจมาพร้อมกับอุกกาบาตที่ชนกับพื้นผิว แต่บางชนิดก็มีแนวโน้มที่จะก่อตัวขึ้นเมื่อไฮโดรเจนจากลมสุริยะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนบนพื้นผิว เพื่อสร้างไฮดรอกซิล

ความร้อนจากดวงอาทิตย์หรือผลกระทบจากอุกกาบาตขนาดเล็กอาจทำให้โมเลกุลของไฮดรอกซิลชนกันเพื่อสร้างน้ำได้ ฮอนนิบัลล์ กล่าว

ความร้อนจากปัจจัยภายนอก เช่น อุกกาบาตขนาดเล็กสามารถละลายพื้นผิวหินบางส่วนและทำให้น้ำที่อยู่ใกล้เคียงกลายเป็นเป็นไอ ในขณะที่การหลอมละลายของหินและทรายจนกลายเป็นผลึกซิลิกา ส่งผลให้โมเลกุลของน้ำถูกหุ้มไว้ด้วผลึกเหล่านี้ และนั่นอาจเป็นสัญญาณที่ฮอนนิบัลล์และทีมของเธอสังเกตเห็น

อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าน้ำเคลื่อนที่ไปมาอย่างไร และตำแหน่งใดบนพื้นผิวอุกกาบาตสามารถปลดปล่อยน้ำบางส่วนออกจากพื้นผิวได้ และดวงอาทิตย์ยังมีบทบาทในการเคลื่อนย้ายน้ำไปรอบ ๆ เนื่องจากสัญญาณของน้ำและไฮดรอกซิลจะอ่อนตัวลงเมื่อความร้อนสูงสุดในวันพระจันทร์เต็มดวง

นักวิทยาศาสตร์ยังคงมีหลายเรื่องให้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับน้ำบนดวงจันทร์ แต่คำตอบบางอย่างอาจอยู่ในระหว่างการเดินทาง

ในปี 2022 นาซาวางแผนที่จะส่งยานสำรวจไวเปอร์ ไปยังขั้วใต้ของดวงจันทร์เพื่อค้นหาน้ำแข็งในน้ำ และได้หลักฐานเพิ่มเติมจากระบบถ่ายภาพอินฟราเรด หรือแอลซิริส ซึ่งกำหนดไว้สำหรับภารกิจในปี 2022 เฮย์เนกล่าว

นักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์เกี่ยวกับการปรากฏตัวของน้ำบนดวงจันทร์ตั้งแต่ปี 1960 แต่ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ในที่สุดเราก็พัฒนาจนได้รู้ถึงจุดที่น้ำบนดวงจันทร์มีอยู่ และเราจะใช้มันเพื่อช่วยเหลือนักสำรวจในอนาคต

เรื่อง มายา เว่ย-ฮาส์

***แปลและเรียบเรียงโดย พชร พงศ์ยี่ล่า

โครงการนักศึกษาฝึกงาน กองบรรณาธิการ นิตยสารเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ฉบับภาษาไทย


เรื่องอื่น ๆ ที่น่าสนใจ : สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ มีจริงหรือ

สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์, ดาวศุกร์, ดาวเคราะห์, ฟอสฟีน

 

เรื่องแนะนำ

มีการค้นพบภาพวาดทางวิทยาศาสตร์ที่วิจิตรงดงามที่หายสาบสูญไปกว่า 190 ปี

หางนกยูงไทย (Caesalpinia pulcherrima) เป็นชนิดพันธุ์หนึ่งของไม้ดอกที่เป็นไม้พุ่ม (Flowering Shrub) ซึ่งหาได้ในป่าเขตร้อนหรือกึ่งเขตร้อนในทวีปอเมริกา ภาพวาดที่เห็นได้ในหอจดหมายเหตุหนังสือหายากและหนังสือเขียนด้วยมือ ของห้องสมุดมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ (Rare and Manuscript Collections of Cornell University Library) เป็นงานของแอนน์ โวลล์สโตนคราฟต์ ผู้วาดภาพด้าน พฤกษศาสตร์ ในประเทศคิวบาในช่วงศตวรรษที่ 19 อย่างละเอียดลงในหนังสือหลายเล่ม งานเขียนที่ค้นพบขึ้นใหม่หลังเวลาผ่านไปเกือบ 200 ปีเหล่านี้บันทึกข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์ ประโยชน์ทางธรรมชาติ บทกวี และการสังเกตุพืชกว่าร้อยชนิดของเธอเอง ภาพถ่ายโดย ROBERT CLARK หนังสือภาพวาดอันสวยงามของ พฤกษศาสตร์ พร้อมคำอธิบายอย่างละเอียดของผู้หญิงอเมริกันคนหนึ่งที่เคยอยู่ในคิวบาถูกค้นพบหลังการค้นหานานหลายทศวรรษ มีการค้นพบชุดหนังสือด้าน พฤกษศาสตร์ ที่เขียนด้วยลายมือจำนวน 3 เล่ม หลังจากพวกมันหายสาบสูญไป 190 ปี  โดย Emilio Cueto ผู้เป็นนักประวัติศาสตร์ได้ค้นพบชุดหนังสือชื่อ Specimens of the Plants & Fruits of […]

กัญชง-กัญชา สามารถส่งทดสอบมาตรฐานคุณภาพได้แล้ว

สวทช. เปิดห้องปฏิบัติการทดสอบมาตรฐาน กัญชง-กัญชา เพ-ลาเพลิน จังหวัดบุรีรัมย์ ประเดิมส่งทดสอบ ‘สารสำคัญ’ คัดเกรดและเพิ่มมูลค่า ความร่วมมือระหว่างองค์กรเป็นหนึ่งกลไลที่มีความสำคัญในเรื่องการยกระดับความน่าเชื่อถือ และขีดความสามารถของชุมชน ศูนย์บริการวิเคราะห์ทดสอบ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้ลงนามการบันทึกข้อตกลงความร่วมมือการวิเคราะห์ทดสอบ กัญชง-กัญชา เพื่อเสริมสร้างขีดความสามารถวิสาหกิจชุมชน ระหว่างวิสาหกิจชุมชนศูนย์กลางการพัฒนาสมุนไพร เพ-ลา เพลิน เพื่อชุมชน (วพพ.) จังหวัดบุรีรัมย์ กับศูนย์บริการวิเคราะห์ทดสอบ สวทช. หรือ NCTC (NSTDA Characterization and Testing Center) นายณฏฐพล วุฒิพันธุ์ ผู้อำนวยการศูนย์บริการวิเคราะห์ทดสอบ สวทช. กล่าวว่า ศูนย์บริการวิเคราะห์ทดสอบ (NCTC) ภายใต้สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) กระทรวงการอุดมศึกษาวิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม (อว.) เป็นศูนย์กลางในการพัฒนาและส่งเสริมงานบริการวิเคราะห์ทดสอบ ด้านวิทยาศาสตร์ ด้วยเทคโนโลยีที่ทันสมัย ควบคุมระบบคุณภาพห้องปฏิบัติการให้เป็นไปตามมาตรฐานสากล เปิดให้บริการวิเคราะห์ทดสอบสนับสนุนกลุ่มงานอุตสาหกรรมทั้งในและนอกประเทศ สร้างผลิตภัณฑ์และบริการที่มีคุณภาพ ด้วยโครงสร้างพื้นฐานด้านคุณภาพ (National Quality Infrastructure) ศูนย์บริการวิเคราะห์ทดสอบ […]

มลภาวะทางเสียง (Noise Pollution)

มลภาวะทางเสียง (Noise Pollution) คือ สภาวะแวดล้อมที่มีเสียงดังอันไม่พึงประสงค์หรือเสียงรบกวนที่ดังขึ้นอย่างต่อเนื่องยาวนาน จนกลายเป็นภัยอันตรายต่อทั้งร่างกาย (เสียงที่มีความดังเกินกว่า 85 เดซิเบล) สภาวะจิตใจและความเป็นอยู่ของมนุษย์ซึ่ง มลภาวะทางเสียง เหล่านี้ ยังสามารถก่อให้เกิดความตึงเครียดและความรำคาญที่รบกวนวงจรและการใช้ชีวิตของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ไม่ว่าจะเป็นสัตว์ที่อาศัยอยู่บนบก ในทะเล หรือตามแหล่งน้ำต่าง ๆ มลพิษทางเสียงถือเป็นอีกหนึ่งปัญหาสิ่งแวดล้อมสำคัญที่เกิดขึ้นในมหานครและเมืองใหญ่ทั่วโลก ปัญหาที่เติบโตมาพร้อมกับการพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการอยู่อาศัยของมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นเสียงจากการจราจร การก่อสร้าง การขุดเจาะถนน เสียงจากเครื่องยนต์นานาชนิดบนท้องถนน หรือแม้แต่เสียงจากอุปกรณ์สื่อสารตามอาคารบ้านเรือนต่าง ๆ ที่อยู่รวมกันอย่างหนาแน่น แหล่งกำเนิดเสียงที่สามารถก่อให้เกิดการรบกวน เสียงจากธรรมชาติ เช่น เสียงฟ้าร้อง ลมพายุ และเสียงการระเบิดของภูเขาไฟ เสียงจากสัตว์ หรือ สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่น เสียงสุนัขเห่าหอน เสียงร้องของสัตว์ต่าง ๆ เสียงจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น เสียงเครื่องยนต์ในยานพาหนะ เช่น รถยนต์ รถไฟ และเครื่องบิน เสียงเครื่องกลหนักที่ใช้ในการก่อสร้าง เสียงเครื่องขุดเจาะถนน เสียงจากเครื่องขยายเสียงบนรถโฆษณาเคลื่อนที่ เสียงตามสาย เสียงดังจากสถานประกอบการ ทั้งเสียงจากโรงงานอุตสาหกรรม อู่ซ่อมรถยนต์ เสียงจากโรงมหรสพ […]

ทำไมเราควรฉีดวัคซีนโควิด-19

กระแสเรื่อง การฉีดวัคซีน กำลังเป็นประเด็นที่ทั่วโลกต่างให้ความสนใจ และรัฐบบาลในหลายๆ ประเทศต่างออกมารณรงค์ให้ประชาชนออกมารับวัคซีน เมื่อการระบาดโรคติดเชื้อโควิด-19 ในประเทศไทยระลอกที่สามทวีความรุนแรงมากขึ้นตั้งแต่ช่วงเดือนเมษายน ที่ผ่านมา การจัดหาวัคซีนเพื่อนำมาฉีดให้กับประชาชนจึงกลายมาเป็นมาตรการเร่งด่วนที่จะสามารถกอบกู้สถานการณ์ครั้งนี้ไว้ได้ การฉีดวัคซีน อย่างไรก็ตาม กระแสความกังวลต่อผลข้างเคียงของวัคซีนยังคงพบเห็นได้ตามสื่อสังคมออนไลน์ โดยมีทั้งข่าวจริงและเท็จ ในจุดนี้ รัฐบาลโดยหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้พยายามออกมาชี้แจงข้อเท็จจริง เรื่องประสิทธิภาพวัคซีน อยู่ทุกเมื่อเชื่อวัน เพื่อหวังจะสร้างความมั่นใจให้กับประชาชนชาวไทยได้ ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคติดต่อ (CDC) หน่วยงานภายใต้องค์การอนามัยโลก (WHO) ได้อธิบายถึงประเด็นเรื่องการฉีดวัคซีนโควิด – 19 ในปัจจุบัน เนื่องจาก ไม่เฉพาะประชาชนชาวไทยเท่านั้นที่กำลังวิตกกังวลเรื่องการฉีดวัคซีน แต่ประชาชนในประเทศอื่นๆ แสดงความกังวลต่อประเด้นนี้เช่นกัน โดยทาง CDC รายงาน ประโยชน์ของการได้รับวัคซีนโควิด-19 สรุปได้ดังนี้ 1. การฉีดวัคซีนจะช่วยลดอัตราการติดเชื้อโควิด-19 วัคซีนทั้งหมดที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน กำลังได้รับการประเมินอย่างรอบคอบในการทดลองทางคลินิก และจะได้รับอนุญาตหรือได้รับการอนุมัติ ก็ต่อเมื่อมีความปลอดภัยต่อมนุษย์ในระดับที่กำหนดไว้ จากข้อมูลที่เราทราบเกี่ยวกับวัคซีนสำหรับโรคอื่น ๆ และข้อมูลเบื้องต้นจากการทดลองทางคลินิก ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่า การได้รับวัคซีนโควิด-19 นอกจากช่วยลดอัตราการติดเชื้อแล้ว ยังช่วยป้องกันไม่ให้เกิดอาการเจ็บป่วยรุนแรง หากติดเชื้อโควิด-19 และคุณมีภูมิคุ้มกันในร่างกาย นั่นอาจช่วยปกป้องคนรอบข้างของคุณจากการติดเชื้อได้เช่นกัน 2. ช่วยลดผลกระทบการระบาดโรคติดเชื้อโควิด-19 ต่อสุขภาพ สังคม […]