Compoziția și structura Lunii

Compoziția Lunii nu este aceeași cu cea a Pământului. Cu o densitate medie de doar 3,3 g/cm3, Luna trebuie să fie alcătuită aproape în întregime din rocă silicată. Comparativ cu Pământul, este săracă în fier și alte metale. Este ca și cum Luna ar fi compusă din aceiași silicați ca mantaua și scoarța Pământului, metalele și substanțele volatile fiind eliminate selectiv. Aceste diferențe de compoziție dintre Pământ și Lună oferă indicii importante despre originea Lunii, un subiect pe care îl vom acoperi în detaliu mai târziu în acest capitol.

Două părți ale Lunii. Imaginea din stânga arată o parte a emisferei care este îndreptată spre Pământ; sunt vizibile mai multe mări lunare (lat.: maria) întunecate. Imaginea din dreapta arată o parte a emisferei care este orientată spre Pământ; este dominată de zonele înalte. Rezoluția acestei imagini este de câțiva kilometri, similară cu cea a binoclului de mare putere sau a unui telescop mic.

Studiile interiorului Lunii efectuate cu seismometre duse pe Lună ca parte a programului Apollo confirmă absența unui miez metalic mare. Sonda spațială geamănă GRAIL lansată pe orbita lunară în 2011 a oferit o urmărire și mai precisă a structurii interioare. De asemenea, știm din studiul probelor lunare că apa și alte substanțe volatile au fost epuizate din scoarța lunară. Cantitățile mici de apă detectate în aceste probe au fost atribuite inițial unor mici scurgeri în etanșarea recipientului care permitea pătrunderea vaporilor de apă din atmosfera Pământului. Cu toate acestea, oamenii de știință au ajuns acum la concluzia că în rocile lunare este prezentă o parte din apă legată chimic.

Cel mai dramatic este detectarea de gheață în craterele permanent umbrite din apropierea polilor lunari. În 2009, NASA a prăbușit o mică navă spațială numită Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) în craterul Cabeus, în apropierea polului sud al Lunii. Impactul la 9.000 de kilometri pe oră a eliberat o energie echivalentă cu 2 tone de dinamită, aruncând un panaș de vapori de apă și alte substanțe chimice sus deasupra suprafeței. Acest panaș a fost vizibil pentru telescoapele aflate pe orbita Lunii, iar nava spațială LCROSS a efectuat măsurători în timp ce zbura prin panaș. O navă spațială NASA numită Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) a măsurat, de asemenea, temperaturile foarte scăzute din interiorul mai multor cratere lunare, iar camerele sale sensibile au fost chiar capabile să ia imagini ale interiorului craterelor la lumina stelelor.

Cantitatea totală de gheață din craterele polare ale Lunii este estimată la sute de miliarde de tone. În stare lichidă, aceasta ar fi suficientă apă doar pentru a umple un lac cu diametrul de 160 de kilometri, dar în comparație cu restul scoarței lunare uscate, această cantitate de apă este remarcabilă. Probabil, această apă polară a fost transportată pe Lună de comete și asteroizi care i-au lovit suprafața. O mică parte din apă a înghețat în câteva regiuni extrem de reci (capcane reci) unde Soarele nu strălucește niciodată, cum ar fi fundul craterelor adânci de la polii Lunii. Un motiv pentru care această descoperire ar putea fi importantă este că ridică posibilitatea unor viitoare locuiri umane în apropierea polilor lunari sau chiar a unei baze lunare ca stație de referință pe rutele către Marte și restul sistemului solar. Dacă gheața ar putea fi extrasă, ar produce atât apă, cât și oxigen pentru întreținerea oamenilor și ar putea fi descompusă în hidrogen și oxigen, un combustibil puternic pentru rachete.