دانشمندان و کاوشگران فضایی همیشه در تلاش بوده‌اند تا مشخص کنند که یخ در کدام قسمت از ماه و در چه مقدار وجود دارد. یخ آب یک منبع مهم برای پایگاه‌های قمری آینده خواهد بود زیرا می‌تواند برای پشتیبانی از انسان‌ها مورد استفاده قرار بگیرد یا به هیدروژن و اکسیژن که مولفه‌های کلیدی سوخت موشک هستند، تجزیه شود. پژوهشگران «دانشگاه هاوایی در مانوا»(University of Hawai‘i at Mānoa) از دو رویکرد نوآورانه برای پیشبرد جست‌وجوی یخ در ماه استفاده می‌کنند.

به نقل از ساینس دیلی، «شوای لی»(Shuai Li) دستیار پژوهشی در «موسسه ژئوفیزیک و سیاره‌شناسی هاوایی»(HIGP) دانشگاه هاوایی در مانوا پیشتر یخ آب را در مناطق همیشه سایه‌دار قطب‌های شمال و جنوب ماه شناسایی کرده بود. این پژوهش جدید به سرپرستی «جردن آندو»(Jordan Ando) دانشجوی کارشناسی ارشد علوم سیاره‌ای در آزمایشگاه لی، تصاویر یک دوربین تخصصی به نام «شدوکم»(ShadowCam) را که روی مدارگرد «دانوری»(Danuri) متعلق به «موسسه تحقیقات هوافضا کره جنوبی»(KARI) نصب شده بود، بررسی کرد.

دهانه‌های آتشفشانی در مناطق قطبی ماه، نور مستقیم خورشید را دریافت نمی‌کنند اما نور خورشید که از یک طرف دهانه آتشفشانی منعکس می‌شود، می‌تواند به طور غیر مستقیم طرف دیگر را روشن کند. دوربین شدوکم که به طور ویژه برای مشاهده مناطق تاریک و همیشه سایه‌دار ماه طراحی شده، به نور غیر مستقیم منعکس‌شده از سطح ماه بسیار حساس است.

آندو گفت: یخ عموما روشن‌تر است؛ یعنی نور بیشتری را نسبت به سنگ‌ها منعکس می‌کند. ما تصاویر با کیفیت بالا را که از این دوربین حساس به دست آمده بودند، تجزیه و تحلیل کردیم تا این مناطق سایه‌دار دائمی را از نزدیک ببینیم و بررسی کنیم که آیا یخ آب در این مناطق سب به روشن شدن گسترده سطح می‌شود یا خیر.

اگرچه یخ در مناطق سایه‌دار، سطح را به طور قابل توجه روشن نکرده بود اما تحلیل‌های پژوهشگران از تصاویر شدوکم به تخمین زدن میزان یخی که می‌تواند روی سطح ماه باشد کمک می‌کنند. روش پیشین لی نشان می‌داد که سطح ماه بین پنج تا ۳۰ درصد یخ آب دارد. تحلیل تصاویر شدوکم نشان می‌دهد که یخ آب کمتر از ۲۰ درصد سطح ماه را تشکیل می‌دهد.

علاوه بر تحقیقات درباره یخ‌های سطح ماه، گروه دیگری از پژوهشگران دانشگاه هاوایی در مانوا با همکاری موسسه ژئوفیزیک و سیاره‌شناسی هاوایی و دپارتمان فیزیک و نجوم این دانشگاه اخیرا پژوهشی را منتشر کرده‌اند که رویکرد نوآورانه‌ای برای شناسایی ذخایر یخ مدفون در قطب‌های ماه تشریح می‌کند.

«امیلی کاستلو»(Emily Costello) پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما با این پژوهش نشان دادیم که روش جدیدمان برای تشخیص یخ آب مدفون در ماه با استفاده از پرتوهای کیهانی طبیعی امکان‌پذیر است. این پرتوهای کیهانی پرانرژی به سطح ماه برخورد می‌کنند و به لایه‌های زیرین نفوذ می‌کنند. این پرتوها امواج راداری را منتشر می‌کنند که از لایه‌های یخ و سنگ مدفون بازتاب می‌شوند و ما می‌توانیم از آنها برای درک آنچه زیر سطح است، استفاده کنیم.

این گروه پژوهشی از یک شبیه‌سازی رایانه‌ای پیشرفته استفاده کردند که چگونگی عبور امواج رادار از خاک ماه و نحوه رمزگذاری اطلاعات مربوط به لایه‌های یخی مدفون احتمالی توسط آنها را آزمایش می‌کند.

«کریستین تای اودوویچیچ»(Christian Tai Udovicic) از پژوهشگران این پروژه گفت: این روش برای جست‌وجوی یخ آب در ماه کاملا جدید و واقعا هیجان‌انگیز است. از آنجا که این روش به فیزیک انرژی بالا متکی است و تنها تعداد کمی از دانشمندان در جهان در این علم متخصص هستند، حتی دانشمندان علوم سیاره‌ای که به مطالعه راه‌هایی برای یافتن یخ آب در ماه می‌پردازند، اغلب با شنیدن درباره این روش شگفت‌زده می‌شوند.

علاوه بر این، گروهی از پژوهشگران موسسه ژئوفیزیک و سیاره‌شناسی هاوایی و دپارتمان فیزیک دانشگاه هاوایی در مانوا در حال کار کردن روی مونتاژ یک دستگاه راداری هستند که به طور ویژه برای گوش دادن به سیگنال‌های ماه تنظیم شده است و امیدوارند تا اوایل سال ۲۰۲۶ بتوانند سیستم کامل را آزمایش کنند. آنها به دنبال فرصت‌هایی برای فرستادن دستگاه به ماه خواهند بود تا امیدوار باشند که برای اولین بار ذخایر زیادی از یخ آب مدفون در ماه را شناسایی خواهند کرد.

این پژوهش در مجله «Geophysical Research Letters» به چاپ رسید.