Deset let žili vědci v domnění, že se jim podařilo dokázat existenci vody na Měsíci. 6. ledna 1998 k našemu přirozenému satelitu odstartovala sonda Lunar Prospector, patřící americkému Národnímu úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA).
Jejím úkolem bylo z nízké dráhy kolem Měsíce studovat složení jeho povrchu a měřit magnetické a gravitační pole. Navíc se sonda měla pokusit zjistit, zdali se na Měsíci nenalézají nerostné suroviny, které by lidstvo v budoucnu mohlo využít ve svůj prospěch.
Jednou z takových vzácných látek, která by v budoucnosti zásadně ulehčila život kosmickým programům, je voda - životodárná tekutina na Měsíci by v případě misí k Marsu zásadně snížila celkové náklady. A díky tomu, že ji lze velice snadno přeměnit ve vodík a kyslík, by se dala využít i pro přípravu pohonu pro rakety.
Data hovořila pro vodu
A opravdu, už za dva měsíce od počátku mise se vědci dušovali, že data získaná sondou ukazují na přítomnost vody v oblasti obou pólů Měsíce. Důkazy o existenci ledových složek v měsíční půdě astronomové získali na základě měřících jednotek sondy zachycujících neutronové záření.
Spektrometrická měření ukázala, že na pólech se nachází vodík, jehož výskyt si vědci dali do spojitosti s přítomností zmrzlé vody. Podle tehdy získaných dat měla koncentrace ledu v půdě činit až jedno procento a maximální tloušťka ledového povlaku byla stanovena na 2 metry.
O tom, že měření ale stála tak trochu na vodě, svědčí fakt, že astronomové celkové množství vody na pólech odhadli s velkou nejistotou: jejich odhady hovořily o 10 až 300 milionech tun, což příliš jistý odhad očividně není.
Pro přítomnost vody na povrchu našeho Měsíce měli i vysvětlení: dostat se tam měla v důsledku trvalého bombardování meteority a kometami, které - jak známo - vodu obsahují a často se jim přičítá i podíl na vzniku života na naší planetě.
Místo pro základnu: kráter Shackleton
Vědcům se pro stavby budoucích základen na Měsíci moc zamlouval kráter Shackleton na jižním pólu, a to i proto, že na jeho okraji je římsa, která se svými rozměry a tvarem skvěle hodí jako přistávací plocha. Ve spojení s přítomností velkého množství zmrzlé vody bylo toto místo v očích odborníků z NASA přímo fantastické.
Popisek k videu: Virtuální prohlídka jižního pólu Měsíce. Pohled, který by se naskytl astronautům přistávajícím na okraji kráteru Shackleton.
Radost vědcům ale už před pár lety zkazila pozorování provedená největším radarem na světě, radioteleskopem o průměru 305 metrů ležícím v městě Arecibo v Portoriku. Pracovníci této observatoře v roce 2003 k Měsíci vyslali rádiový signál, který se od jeho povrchu odrazil a padl zpět do talíře radioteleskopu.
Astronomové tímto způsobem prozkoumali potemnělé krátery na jižním a severním pólu Měsíce. Zvolený způsob pozorování těchto míst na Měsíci má jedinou příčinu: pozorování klasickými optickými teleskopy není možné, protože sluneční paprsky nejsou do těchto zapadlých končin s to dopadnout.
Právě tato skutečnost dávala vědcům naději, že v těchto místech se mohl uchovat led. A vše nasvědčovalo tomu, že mají pravdu: jak bylo řečeno, v roce 1998 spektrometrická měření sondy Lunar Prospector v půdě opravdu našla vodík.
Navíc čtyři roky předtím další sonda Clementine při jednom z měření, když rovněž od kráterů odrážela rádiové signály, zaznamenala silné ozvěny, které ukazovaly na přítomnost silných vrstev ledu.
Podtrženo a sečteno, v roce 1998 měli vědci pádné důvody v existenci ledu na pólech Měsíce věřit. A smělé plány se stavbou budoucích základen dostaly zase o něco konkrétnější rysy.
Radarové pozorování led nepotvrdilo
Pozorování radioteleskopem na observatoři v Arecibu však plány vědců podkopalo. Tým vědců z Cornellovy univerzity po prozkoumání asi 20 procent tmavých oblastí došel k závěru, že žádný led v místě měsíčních pólů není.
Kráter Shackleton sice vracel podobné silné ozvěny, jak prvně zjistila sonda Clementine, ale ukázalo se, že stejné ozvěny vracejí i jiné krátery, které nejsou ve věčném stínu a které zákonitě kvůli účinkům slunečního světla ledové vrstvy obsahovat nemohou.
Observatoř v portorickém městě Arecibo, průměr talíře radioteleskopu činí 305 metrů
Vědci se tak nakonec přiklonili k názoru, že za silnými ozvěnami z kráteru Shackleton nestál led, ale jeho silné a skloněné stěny. I přes tyto těžkosti však optimisté pořád věřili, že led na jižním pólu existovat může.
Své přesvědčení hájili slovy, že provedená měření vyloučila pouze přítomnost silných vrstev ledu. Je-li na pólech led uložen ve vrstvách tenčích než jeden metr, daná měření je nemohla být schopna rozpoznat.
I kdyby optimisté z řad vědců měli pravdu a led by v půdě vskutku v nižším množství existoval, stejně by pravděpodobnost vybudování základen a získávání vodíku a kyslíku z vody podstatně klesla: podle tehdejších odhadů by k získání jednoho metru krychlového vody musel být zpracován kilometr krychlový půdy.
Rok 2006: naděje zase klesly
A v roce 2006 přišly další nemilé zprávy. Nová a přesnější pozorování provedená radioteleskopem na nám už známé observatoři v portorickém Arecibu potvrdila předchozí závěry a existenci ledu - jeho vrstev tenčích než jeden metr - prakticky vyloučila. Stejně tak vědci znovu ukázali, že nezvyklé ozvěny, dříve pozorované u kráterů ve stínu, vykazují i další krátery, kterou jsou vystavené slunečnímu světlu.
Popisek k videu: Simulace průběhu osvícení okolí jižního pólu slunečními paprsky
Možná se to už ve světle předchozích událostí bude leckomu zdát skoro směšné, ale někteří z vědců, včetně členů z výzkumného týmu, který pozorování provedl, připouštěli možnost, že led v kráterech přesto existuje, a to ve formě malých ledových kousků rozptýlených v měsíční půdě.
Tím se ale celá problematika existence vody na Měsíci prakticky proměnila v něco naprosto jiného: původní motivace hledání ledu, související s budoucími soběstačnými měsíčními základnami, se přetvořila jen ve snahu dokázat, že na Měsíci voda existuje, bez ohledu na to, v jaké podobě.
Ve stejnou dobu, kdy přišly nové výsledky pozorování z Areciba, vystoupil se svými teoretickými výpočty David Paige z Kalifornské univerzity v Los Angeles, který je vlastně předvídal. Jeho tým na základě propočtů došel k závěru, že teploty kolem měsíčního jižního pólu nezaručují existenci míst se zachovaným ledem.
Nikdy neříkej nikdy
Naděje umírá poslední, to vědí i astronomové. Spoléhali proto na to, že japonská sonda Kaguja, jež byla ze Země vypuštěna minulý rok, by mohla přinést nové poznatky a naděje pro stavbu soběstačných základen a s nimi spojenou těžbu vody oživit. Místo hrátek s rádiovými vlnami či spektroskopií tentokráte vědci sáhli k nejstaršímu prostředku pozorování nebeských těles: k viditelnému světlu.
Popisek k videu: Simulace přeletu nad jižním pólem Měsíce. Prohlídka končí kousek od kráteru Shackleton.
Do nitra kráteru Shackleton, skrývajícího se na jižním pólu Měsíce, nedopadá světlo nikdy. To byl také důvod, proč se do kráteru vědci nepodívali už dříve. Teď ale využili situace, kdy sluneční paprsky na chvíli ozáří jeho blízké okolí - rozptýlené světlo se pak dostane i na dno kráteru, a byť je velice slabé, citlivé zařízení sondy Kaguja je schopné je zachytit. Sonda musela na svou světelnou kořist trpělivě číhat: světlo se na okraj kráteru dostává jen na chvíli v listopadu a prosinci pozemského kalendáře.
Snímek kráteru Shackleton. Kráter je neustále ve stínu, ale jednou za čas jeho okraj zasáhne trocha slunečních paprsků (nalevo). Dopadnuvší světlo se na okraji rozptyluje a slaboučce ozáří i vnitřek kráteru (vpravo). Díky skvělé citlivosti snímacího zařízení sondy Kaguja víme, jak vnitřek vypadá a že neobsahuje vrstvy ledu.
Kamera sondy pořídila velice podrobné snímky určeného místa a astronomové mohli rozeznat detaily velké kolem 10 metrů. Měli tak historickou šanci spatřit, co dříve v oblasti pólů nikdy pozorovat nemohli. Kráter se na snímcích vykreslil opravdu dopodrobna a na jeho dně se objevily i další menší krátery včetně dvou sesuvů z vnitřní stěny.
Toť ale vše. Podle výsledků studie, která vyšla teď na konci října v časopise Science, se žádný led na obrázcích neukázal. Místo lesklých zaledněných ploch na vědce čekala jen ušmudlaná půda.
Detailněji vyobrazený vnitřek kráteru Shackleton. Na snímku lze spatřit další menší krátery. Na místě označeném písmenkem „m“ se nachází nános horniny, která se pravděpodobně sesunula ze stěny kráteru. Výřez napravo je zvětšeninou vyznačené oblasti vlevo.
A abychom se drželi zaběhlých kolejí, doplňme, že ani nejnovější výsledky existenci ledu nevylučují úplně. Jedním z vysvětlení podle některých vědců je, že led se na pólech skrývá buď hlouběji pod povrchem, nebo že jeho krystalky jsou smíchané s částečkami půdy.
Samozřejmě ale nemohou vyloučit možnost, že vodík, jehož přítomnost odhalila dřívější spektrometrická měření, není vázán na vodu, ale třeba na nějakou jinou sloučeninu, jako je metan, a led tak vůbec na pólech nemusí být.
