Technical Report 月の極の水氷: レビュー

春山, 純一  ,  橋爪, 光  ,  鹿山, 雅裕  ,  長岡, 央  ,  仲内, 悠祐  ,  Haruyama, Junichi  ,  Hashizume, Ko  ,  Kayama, Masahiro  ,  Nagaoka, Hiroshi  ,  Nakauchi, Yusuke

JAXA-RR-18-001pp.1 - 8 , 2018-06-20 , 宇宙航空研究開発機構(JAXA) , Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
将来の有人月面活動を目指した探査の重要課題の一つとして, 「月の極の水氷」の存否, その量の調査が挙げられる. 月の極に水氷が期待されるのは, 月に対して, いくつかの水の供給源が存在する可能性があり, 月面に供給された水が, 濃集し, かつまたは安定的に存在できる可能性が, 極低温域となる永久陰にあるからである. しかし, 隕石や彗星の落下衝突した際の衝撃加熱で失われることもあるだろう. 更に, 現在の永久陰は過去においては永久陰でなかった可能性が指摘されており, 地質学的に長期間永久陰となっていて水氷を集積できる場所は無いとも言われる. 実際, これまでの探査機による観測では, 水氷発見を報告するものがあるが, 月の極の水氷の存在について決定的証拠を出したといえるものがない. データや解釈を整理してみると, 数%もの「水氷」の存在というデータの解釈には多くの難点があるともいえる. 一方で, 太陽風起源の水素が月極域に打ち込まれ留まっている可能性もある. 最新の中性子分光計による計測結果だと, 最も濃集しているところ(40K以下の永久陰など)で470ppm程度と報告されているが, この水素濃集見積もりは(水の形を取るにしても)妥当なところではないかと思われる. 月は, 人類が宇宙へと活動の場を拡げていくときの橋頭堡で有り, その探査は重要不可欠である. だからこそ, 今後, 有人月面活動を目指した探査について議論, 企画していくうえで, 最新の科学的知見を十分に加味, 考慮した上で進めていくことが必要である.
The new era of lunar explorations aiming future settlement of humans in the space have been starting. In this era, one of the most important topics is ''water ice'' on the lunar polar regions that has been suggested since 1960s. In 1990s, two lunar orbiters, Clementine and Lunar Prospector provided some important results interrelated with the existence of polar water ices on the Moon, particularly in the permanent shadowed area of Shackleton crater. However, the water ice existence in the Shackleton still has not been confirmed by later various observations. On the other hand, the concentration of hydrogen on the lunar polar regions originated from solar wind proton implantation is likely true. LEND neutron spectrometer onboard LRO showed the highest hydrogen concentration at some regions of extremely low temperatures (less than or equal to 40K) should reach 470 ppm, that is corresponding to 0.42wt% of water ice if an appropriate amount of usable oxygen is given. We note that the amount of the highest hydrogen concentration detected at the lunar polar regions is the same order as that have been reported for the element found in minerals of some of lunar samples.

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