หลักฐานชัดเจน พบน้ำบนผิวดวงจันทร์ครั้งแรก

นับแต่มนุษย์สัมผัสดวงจันทร์ครั้งแรกและขนหินกลับโลก นักวิทยาศาสตร์ยังคงเชื่อว่า ผิวดวงจันทร์นั้นแห้งแล้ง แต่หลักฐานล่าสุดจากยานสำรวจถึง 3 ลำ ยืนยันชัดเจนว่ามีน้ำอยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์จริง แม้เป็นปริมาณน้อยมาก แต่เป็นความหวังผลิตน้ำสำหรับสร้าง "ฐานดวงจันทร์" ก่อนไปยังดาวอื่น คาดน้ำอาจจะเกิดจากอันตรกริยาจากลมสุริยะ

สเปซดอทระบุว่า การค้นพบนี้เป็นหลักฐานที่สนับสนุนการค้นพบของยานลูนาร์รีคอนเนสซองซ์ออร์บิเตอร์หรือ LRO (The Lunar Reconnaissance Orbiter) ซึ่งรายงานว่าพบหลุมลึกที่ขั้วใต้ของดวงจันทร์ ที่หวังว่าจะมีร่องรอยของน้ำแข็งที่ทับถมกันอยู่ และได้รายงานการค้นพบดังกล่าวในวารสารไซน์ (Science) ก่อนหน้าการค้นพบของดาวเทียม LCROSS ขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) เพียงไม่กี่อาทิตย์

ทั้งนี้ข้อมูลล่าสุดจากจันทรายาน-1 (Chandrayaan-1) ยานสำรวจดวงจันทร์ลำแรกของอินเดีย พร้อมด้วยข้อมูลจากยานแคสสินี (Cassini) และยานดีพอิมแพ็ค (Deep Impact) ของนาซา สอดคล้องกันว่าได้พบสัญญาณของน้ำและหมู่ไฮดรอกซิล (hydroxyl group) ซึ่งเป็นพันธะเคมีระหว่างออกซิเจนและไฮโดรเจน

ในส่วนของจันทรายานดาวเทียมของอินเดียที่โหม่งดวงจันทร์ไปเมื่อเดือน ส.ค.ที่ผ่านมา เนื่องจากระบบขัดข้องนั้น มีเป้าหมายที่จะทำแผนที่พื้นผิวดวงจันทร์ และประเมินองค์ประกอบแร่ธาตุของดวงจันทร์

ก่อนหน้านี้ที่ยานยังทำงานได้อยู่นั้น หัววัดทำแผนที่แร่ธาตุบนดวงจันทร์ M3 (Moon Mineralogy Mapper) ได้พบความยาวคลื่นแสงที่สะท้อนจากพื้นผิวดวงจันทร์ ซึ่งแสดงว่าเป็นพันธะเคมีระหว่างไฮโดรเจนและออกซิเจน อันบ่งชี้ว่าเป็นสัญญาณทั้งของน้ำและหมูไฮดรอกซีล

ทั้งนี้หัววัด M3 รับสัญญาณพื้นผิวดวงจันทร์ลึกลงไปได้เพียงแค่ 2-3 มิลลิเมตรเท่านั้น ข้อมูลล่าสุดนี้จึงเห็นเพียงน้ำบริเวณผิวดวงจันทร์ และยังพบด้วยว่าสัญญาณของน้ำในบริเวณใกล้ๆ ขั้วดวงจันทร์มากกว่า

ส่วนยานแคสสินี ซึ่งเดินทางผ่านดวงจันทร์เมื่อปี 2542 เพื่อมุ่งหน้าสู่ดาวเสาร์นั้น ได้ให้ข้อมูลที่ยืนยันสัญญาณของน้ำหรือไฮดรอกซีลอย่างชัดเจน ซึ่ง โรเจอร์ คลาร์ก (Roger Clark) จากหน่วยสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐฯ ได้เขียนรายงานรายละเอียดการศึกษาสิ่งที่แคสสินีค้นพบว่า น้ำบนผิวดวงจันทร์น่าจะถูกดูดซับหรือกักเก็บในทรายหรือแร่ธาตุของดวงจันทร์เอง และข้อมูลจากแคสสินียังแสดงให้เห็นถึงสัญญาณของน้ำที่เข้มขึ้นในบริเวณใกล้ๆ ขั้วโลก

สุดท้ายคือยานดีพอิมแพค ยานของปฏิบัติการ EPOXI (Extrasolar Planet Observation and Deep Impact Extended Investigation) ได้ตรวจพบสัญญาณอินฟราเรดของน้ำและหมู่ไฮดรอกซีล ซึ่งถือเป็นการสอบเทียบเครื่องมือระหว่างเข้าใกล้การโคจรระหว่างโลกและดวงจันทร์หลายครั้ง ก่อนปฏิบัติการเข้าสำรวจดาวหาง 1003พี/ฮาร์ทเลย์ 2 (103P/Hartley) ในเดือน พ.ย.2553

สัญญาณที่ดีพอิมแพคตรวจพบอยู่ที่ละติจูด 10 องศาเหนือทั้งหมด โดยการสำรวจหลายๆ ครั้งในบริเวณเดิมแต่ต่างช่วงเวลาในวันของดวงจันทร์พบว่า ช่วงเที่ยงของดวงจันทร์เมื่อแสงอาทิตย์แรงกล้าที่สุดของวัน จะพบสัญญาณน้ำต่ำสุด ขณะที่ช่วงเช้าพบสัญญาณน้ำสูงสุด

อย่างไรก็ดี ดวงจันทร์ก็ยังคงแล้งยิ่งกว่าทะเลทรายใดๆ บนโลกเสียอีก โดยมีปริมาณน้ำเพียงเล็กน้อย หากคั้นน้ำจากชั้นผิวดินด้านบนของดวงจันทร์ 1 ตัน จะได้ประมาณ 1 ลิตรเท่านั้น

"หากโมเลกุลของน้ำ เคลื่อนที่ได้อย่างที่เราคิดว่ามันจะเป็น แม้จะเป็นเพียงส่วนน้อย มันก็ทำให้เกิดกลไกที่น้ำจะเคลื่อนไปยังถ้ำมืดบนดวงจันทร์ได้ สิ่งที่ค้นพบนี้ได้ปูทางใหม่ในงานวิจัยเรื่องดวงจันทร์ แต่เราต้องเข้าใจฟิสิกส์ของมันก่อนที่จะใช้ประโยชน์จากเรื่องนี้" คาร์เล เพียเตอร์ส (Carle Pieters) นักธรณีวิทยาดวงดาว จากมหาวิทยาลัยบราวน์ (Brown University) ในโรดไอส์แลนด์ สหรัฐฯ ซึ่งเป็นหนึ่งในทีมที่ร่วมศึกษาครั้งนี้กล่าว

การค้นพบน้ำบนดวงจันทร์ครั้งนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการสร้างฐานดวงจันทร์ เพื่อเป็นจุดเริ่มต้นในการเดินทางสู่ดาวดวงอื่นในอนาคต ในแง่ที่ดวงจันทร์จะเป็นแหล่งน้ำดื่มและพลังงานที่มีศักยภาพ

ย้อนกลับไปเมื่อ 40 ปีที่แล้วเมื่อนักบินอวกาศอะพอลโล (Apollo) ได้กลับจากดวงจันทร์ พร้อมนำตัวอย่างหินดวงจันทร์กลับมาด้วยนั้น ได้พบร่องรอยของน้ำในก้อนหินด้วยระหว่างการวิเคราะห์แร่ธาตุต่างๆ ในก้อนหิน แต่สันนิษฐานว่าน่าจะเป็นการปนเปื้อนในชั้นบรรยากาศโลก เนื่องอุปกรณ์เก็บหินเหล่านี้เกิดแตกรั่วระหว่างนำกลับสู่โลก

"ไอโซโทปของออกซิเจนซึ่งพบบนดวงจันทร์นั้นเป็นไอโซโทปเดียวกับที่บนโลก ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากมากที่จะบอกความแตกต่างระหว่างน้ำจากดวงจันทร์และน้ำบนโลก" ลาร์รี เทย์เลอร์ (Larry Taylor) จากมหาวิทยาลัยเทนเนสซี (University of Tennessee) สหรัฐฯ ซึ่งเป็นหนึ่งในทีมของนาซาผู้ร่วมสร้างเครื่องมือสำหรับดาวเทียมจันทรายาน-1 และได้ศึกษาเรื่องดวงจันทร์มาตั้งแต่ปฏิบัติการอะพอลโลกล่าว

การค้นพบครั้งนี้นอกจากร่องรอยของน้ำแล้ว ยังพบพลศาสตร์ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของรังสีดวงอาทิตย์ ที่แผ่มากระทบพื้นผิวดวงจันทร์ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดว่าดวงอาทิตย์น่าจะส่งผลให้เกิดน้ำบนดวงจันทร์ ทั้งนี้เชื่อว่าเกิดน้ำขึ้นบนดวงจันทร์ได้ 2 ทาง อย่างแรกได้รับน้ำจากดาวหางที่พุ่งชนพื้นผิว หรือไม่ก็เกิดน้ำขึ้นเองบนดวงจันทร์ ซึ่งการเกิดน้ำขึ้นบนดวงจันทร์เองนั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าน่าจะเกิดจากอันตรกริยาของลมสุริยะที่กระทำต่อหินและดินของดวงจันทร์

ทั้งนี้หินและดินของดวงจันทร์ที่ประกอบขึ้นเป็นผิวดวงจันทร์มีออกซิเจนอยู่ประมาณ 45% ซึ่งผสมกับแร่ธาตุอื่นๆ ที่ส่วนใหญ่เป็นแร่ซิลิเกต ส่วนลมสุริยะที่ประกอบด้วยอนุภาคมีประจุซึ่งปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์นั้น ส่วนใหญ่คือโปรตอนหรืออะตอมไฮโดรเจนที่มีประจุเป็นบวก

เทย์เลอร์ที่เป็นสมาชิกทีม M3 ด้วยนั้นตั้งข้อสันนิษฐานว่า หากไฮโดรเจนที่มีประจุเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 1 ใน 3 ของความเร็วแสง แล้วกระทบกับผิวดวงจันทร์ด้วยแรงที่มากพอ ประจุเหล่านี้จะทำให้ทำลายพันธะระหว่างออกซิเจนและดิน และเมื่อเกิดประจุอิสระของออกซิเจนและไฮโดรเจน ก็มีโอกาสสูงที่น้ำปริมาณจะก่อตัวขึ้น