Een primeur: het is voor het eerst dat een instrument ter plekke aantoont dat de maan over water beschikt.

De Chinese maanlander Chang’E-5 landde in 2020 op de maan, in een gebied dat Oceanus Procellarum wordt genoemd. Het gebied is door de bank genomen kurkdroog. Maar een kei – gelegen op geringe afstand van de landingsplaats van Chang’E-5 – vormt daarop een uitzondering. De steen blijkt namelijk relatief veel water te herbergen, zo wijzen metingen, uitgevoerd door Chang’E-5 zelf – uit. En daarmee is nu voor het eerst ter plekke aangetoond dat de maan over water beschikt.

Spectrometer
Dat is te lezen in het blad Science Advances. De studie draait om metingen, uitgevoerd door de spectrometer aan boord van Chang’E-5. Een spectrometer is een wetenschappelijk instrument dat – in dit geval – zonlicht opvangt dat door het maanoppervlak is gereflecteerd. Omdat de mate waarin zonlicht gereflecteerd of juist geabsorbeerd wordt, sterk bepaald wordt door de eigenschappen van het oppervlak kan uit dat gereflecteerde zonlicht worden afgeleid welke mineralen het oppervlak herbergt en of er soms ook water in het oppervlak aanwezig is.

Droge maangrond
De spectrometer aan boord van Chang’E-5 voerde op de landingsplek verschillende metingen uit. Een analyse van die metingen wijst uit dat de meeste maangrond in de nabijheid van Chang’E-5 extreem droog is en zich wat dat betreft kan meten met de maanmonsters die een halve eeuw geleden tijdens de Apollo-missies verzameld en naar de aarde gebracht zijn. Maar de spectrometer keek niet alleen naar de omringende maangrond; het instrument verzamelde ook zonlicht dat gereflecteerd werd door een steen in de nabijheid van de lander. En een analyse van dat gereflecteerde zonlicht wijst nu uit dat die steen relatief veel water herbergt.

Primeur
Het is niet voor het eerst dat onderzoekers aantonen dat de maan water herbergt. Zo wezen metingen uitgevoerd door maanorbiters – satellieten in een baan om de maan – en analyses van op de maan verzamelde en terug naar de aarde gebrachte stenen en grondmonsters al uit dat onze natuurlijke satelliet over water beschikt. Het is echter voor het eerst dat een instrument ter plekke bewijs vindt voor de aanwezigheid van water.

Vulkanische oorsprong
Daarmee is het reeds een behoorlijk opzienbarende studie. Maar wat minstens zo interessant is, is het feit dat de steen waarin dat water is aangetroffen waarschijnlijk niet op de landingsplaats van Chang’E-5 thuishoort, maar mogelijk afkomstig is uit het binnenste van de maan. “Zeer waarschijnlijk is het een stollingsgesteente, vergelijkbaar met de lavastenen die we nabij het strand van Hawaï zien,” aldus onderzoeker Shuai Li, verbonden aan de universiteit van Hawaï en lid van het internationale onderzoeksteam dat zich over de metingen uitgevoerd door de spectrometer aan boord van Chang’E-5, boog. Voor nu gaan de onderzoekers ervan uit dat de steen een ondergrondse, vulkanische oorsprong kent en elders aan het oppervlak is gekomen en gestold alvorens naar de huidige landingsplaats van Chang’E-5 te zijn geslingerd.

Het feit dat deze hoogstwaarschijnlijk uit het binnenste van de maan afkomstige steen relatief veel water herbergt, hint er dan ook voorzichtig op dat de maanmantel behoorlijk wat water herbergt. Het is in lijn met eerder onderzoek – waaraan Li ook meewerkte – en waarin op basis van satellietdata voorzichtig geconcludeerd werd dat vulkanisch gesteente op de maan water herbergt. “De pyroclastische stromen op de maan lijken stuk voor stuk waterrijk te zijn en dat suggereert dat hetzelfde geldt voor de mantel,” zo concludeerde onderzoeker Ralph Milliken in 2017. En nu heeft de Chinese maanrover dus mogelijk ter plekke aanwijzingen gevonden voor het bestaan van deze ons tot voor kort onbekende ondergrondse bron van water op de maan.

Maanmissies
Als de maanmantel inderdaad rijk is aan water en een deel van dat water lang geleden tijdens vulkaanuitbarstingen aan het oppervlak is gekomen, zou dat ontzettend goed nieuws kunnen zijn voor toekomstige maanmissies, waarbij ruimtevaartorganisaties astronauten langdurig op het oppervlak van de maan willen laten vertoeven. Die missies kunnen een stuk gemakkelijker worden als die astronauten voor water – maar ook zuurstof en raketbrandstof – een beroep kunnen doen op de watervoorraden die op de maan voorhanden zijn. “Eerdere studies hebben gesuggereerd dat er waterijs te vinden is in permanent beschaduwde gebieden nabij de polen van de maan, maar de pyroclastische afzettingen bevinden zich op plekken die veel toegankelijker zijn,” zo stelde Li in 2017. En hoewel de concentratie water vrij laag is, zijn de afzettingen heel groot en zit er dus mogelijk toch nog heel wat water in opgeslagen. En het lijkt ook niet ondenkbaar om een deel van dat water aan de afzettingen te onttrekken. “Alles wat ervoor kan zorgen dat toekomstige maanreizigers geen grote hoeveelheden water van thuis mee hoeven nemen, is mooi meegenomen,” stelde Li eerder.

Hoewel de nieuwe studie eerder optimisme over toegankelijke watervoorraden op de maan verder aanwakkert, is enige voorzichtigheid op zijn plaats. Meer onderzoek naar de mogelijk waterrijke maanmantel in het algemeen en de steen nabij Chang’E-5 in het bijzonder is hard nodig, zo benadrukken de onderzoekers ook zelf. Zo hoopt Li binnenkort de bevindingen die op basis van de spectrometerdata zijn gedaan, te valideren aan de hand van maanmonsters die Chang’E-5 verzameld heeft en in december 2020 teruggebracht zijn naar de aarde. Ook zal vervolgonderzoek uit moeten wijzen of het gedetecteerde water hydroxyl of moleculair water is en daadwerkelijk afkomstig is uit het binnenste van de maan.