การแช่แข็งน้ำในอวกาศทันที น้ำในอวกาศ: ดาวเคราะห์ดวงใดมี และสิ่งที่นักบินอวกาศดื่ม แหล่งสืบพันธุ์ของน้ำที่สถานีโคจร

หากคุณจินตนาการว่าตัวเองเป็นนักบินอวกาศถือขวดน้ำที่ปิดสนิทในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ คำถามก็จะเกิดขึ้นอย่างแน่นอน: น้ำในขวดมีลักษณะอย่างไร คำตอบอาจไม่ชัดเจนนัก มันเป็นลูกบอลเพียงลูกเดียวที่อยู่ก้นขวดหรือมีลูกบอลหลายลูกเกาะติดกับผนัง? เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ไม่มีใครสามารถตอบคำถามนี้ได้อย่างแน่ชัด แต่หลังจากการเปิดตัวเรือบรรทุกสินค้า Dragon ครั้งล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ยังคงตั้งใจที่จะไขปริศนานี้ทันทีและตลอดไป

คำตอบที่ถูกต้องไม่ชัดเจนมาก ต้องแก้สมการทางอุณหพลศาสตร์หลายชุดเพื่อให้คนสามารถบอกได้ว่าการจัดเรียงแบบใดมีเสถียรภาพมากที่สุดในทางทฤษฎี แต่คุณยังทำไม่ได้หากไม่มีการทดลอง เพื่อจุดประสงค์นี้บนเรือ Dragon ซึ่งเทียบท่ากับ ISS เมื่อวันพุธที่ 20 กรกฎาคม มีอุปกรณ์ที่ทำให้สามารถทำการทดลองได้พร้อมทั้งบันทึกผลลัพธ์เป็นภาพถ่ายและวิดีโอ

นี่อาจดูเหมือนเป็นปัญหาเล็กน้อยสำหรับบางคน แต่การกำหนดพฤติกรรมของน้ำในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการออกแบบระบบช่วยชีวิตสำหรับนักบินอวกาศ ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2556 ตัวกรองชุดที่อุดตันทำให้เกิดการรั่วไหลของน้ำประมาณ 1.5 ลิตร ซึ่งปกคลุมใบหน้าและหมวกกันน็อคของนักบินอวกาศชาวอิตาลี ลูกา ปาร์มิตาโน ในระหว่างการเดินในอวกาศ ของเหลวเริ่มรบกวนการมองเห็น การได้ยินคำสั่ง และการหายใจ ส่งผลให้ลูกเรือต้องหยุดชะงักการทำงานและรีบกลับไปที่สถานี

นักวิทยาศาสตร์พยายามแก้ไขปัญหาพฤติกรรมของน้ำในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์มาเกือบ 20 ปีแล้ว การคำนวณทางอุณหพลศาสตร์คาดการณ์ว่าในภาชนะทรงกระบอกขนาดสั้น มันจะเกาะติดกับผนังด้านข้าง ในภาชนะที่ยาวกว่าจะกระจายไปที่ปลายทั้งสองของภาชนะโดยเว้นช่องว่างไว้ตรงกลาง

อย่างไรก็ตาม สำหรับหลายๆ คน ข้อความนี้ไม่ได้สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดความมั่นใจ ผู้คลางแคลงกล่าวว่าการกำหนดค่าไม่สามารถเสถียรได้ในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ เพื่อขจัดข้อสงสัย จึงมีการทดลองในปี 1997 โดยใช้น้ำในอวกาศ มีการสร้างขวดแก้วขนาดต่างๆ หลายใบ เติมน้ำบริสุทธิ์ลงไปครึ่งทาง และอากาศถูกสูบออกจากขวดก่อนปิดผนึก การทดลองดำเนินการบนกระสวยอวกาศ Columbia แต่น่าเสียดายที่มันจบลงโดยไม่มีผลลัพธ์ วิดีโอที่ถ่ายด้วยกล้อง VHS 8 มม. พบว่ามีคุณภาพต่ำ ซึ่งทำให้ผู้สงสัยยังคงไม่มั่นใจ

โอกาสใหม่ปรากฏขึ้นในปี 2556 ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ NASA ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อหารือเกี่ยวกับคำถามที่น่าสนใจเกี่ยวกับอวกาศ มีการวางแผนที่จะถ่ายวิดีโอเหตุการณ์และปรากฏการณ์ต่างๆ บน ISS หนึ่งในนั้นคือพฤติกรรมของน้ำในสภาวะไร้น้ำหนัก นักวิทยาศาสตร์ได้เตรียมอุปกรณ์ใหม่ที่ได้รับการปรับปรุงเมื่อเทียบกับปี 1997 สำหรับการทดลองนี้ ซึ่งพวกเขาต้องการถ่ายทำด้วยกล้อง GoPro ที่ได้รับการดัดแปลงซึ่งมีความละเอียดและวิดีโอ 4K หากการทดลองประสบความสำเร็จ ทฤษฎีนี้จะได้รับการพิสูจน์หรือหักล้างทันทีและตลอดไป

ผลการทดลองอาจมีการนำไปใช้ประโยชน์บนโลกได้ ในปัจจุบัน มีความสนใจเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับนาโนฟลูอิดิกส์ ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาพฤติกรรมของของเหลวในช่องที่บางกว่าเส้นผมของมนุษย์ถึง 10,000 เท่า ในระดับเหล่านี้ อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงมีน้อยมาก ดังนั้นของเหลวจึงมีพฤติกรรมคล้ายกับที่เราเห็นในอวกาศ การทดลองกับน้ำบนสถานีอวกาศนานาชาติสามารถขยายความรู้เกี่ยวกับวิธีการสกัดน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้นาโนฟลูอิดิกส์

น้ำคือชีวิต แนวคิดนี้มีอายุนับพันปีแล้ว แต่ก็ยังไม่สูญเสียความเกี่ยวข้องไป ด้วยการถือกำเนิดของยุคอวกาศ ความสำคัญของน้ำก็เพิ่มขึ้นเท่านั้น เนื่องจากแท้จริงแล้วทุกสิ่งในอวกาศขึ้นอยู่กับน้ำ ตั้งแต่การทำงานของสถานีอวกาศไปจนถึงการผลิตออกซิเจน การบินอวกาศครั้งแรกไม่มีระบบ "น้ำประปา" แบบปิด นั่นคือน้ำทั้งหมดถูกนำขึ้นเรือจากโลกในตอนแรก ปัจจุบัน สถานีอวกาศนานาชาติมีระบบฟื้นฟูน้ำแบบปิดบางส่วน และคุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมในบทความนี้

น้ำมาจากไหนบน ISS?

การฟื้นฟูน้ำคือการผลิตน้ำขึ้นมาใหม่ จากที่นี่เราต้องได้ข้อสรุปที่สำคัญที่สุดว่าในตอนแรกน้ำจะถูกส่งไปยัง ISS จากโลก เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างน้ำขึ้นมาใหม่เว้นแต่ว่าจะนำมาจากโลกตั้งแต่แรก กระบวนการฟื้นฟูนั้นช่วยลดต้นทุนการบินอวกาศและทำให้ระบบ ISS พึ่งพาบริการภาคพื้นดินน้อยลง

น้ำที่ส่งมาจากโลกถูกใช้ซ้ำแล้วซ้ำอีกบน ISS ปัจจุบันสถานีอวกาศนานาชาติใช้วิธีการฟื้นฟูน้ำหลายวิธี:

• การควบแน่นของความชื้นจากอากาศ
• การทำให้น้ำใช้แล้วบริสุทธิ์
• การแปรรูปปัสสาวะและขยะมูลฝอย

สถานีอวกาศนานาชาติมีอุปกรณ์พิเศษที่ควบแน่นความชื้นจากอากาศ ความชื้นในอากาศเป็นไปตามธรรมชาติมีอยู่ทั้งในอวกาศและบนโลก ในชีวิตประจำวัน นักบินอวกาศสามารถขับถ่ายของเหลวได้มากถึง 2.5 ลิตรต่อวัน นอกจากนี้ ISS ยังมีตัวกรองพิเศษเพื่อกรองน้ำที่ใช้แล้วให้บริสุทธิ์ แต่เมื่อคำนึงถึงสิ่งนั้นแล้ว วิธีที่นักบินอวกาศล้างตัวเองการใช้น้ำในประเทศแตกต่างอย่างมากจากการใช้น้ำบนโลก การแปรรูปปัสสาวะและขยะเป็นการพัฒนาใหม่ซึ่งใช้กับสถานีอวกาศนานาชาติตั้งแต่ปี 2010 เท่านั้น

ขณะนี้ ISS ต้องการน้ำประมาณ 9,000 ลิตรต่อปีในการดำเนินงาน ซึ่งเป็นตัวเลขรวมที่สะท้อนถึงค่าใช้จ่ายทั้งหมด น้ำบน ISS ถูกรีไซเคิลประมาณ 93% ดังนั้นปริมาณน้ำที่จ่ายให้กับ ISS จึงลดลงอย่างมาก แต่อย่าลืมว่าเมื่อใช้น้ำครบแต่ละรอบ ปริมาตรรวมของมันจะลดลง 7% ซึ่งทำให้ ISS ต้องพึ่งพาปริมาณน้ำจากโลก

ตั้งแต่วันที่ 29 พฤษภาคม 2552 จำนวนลูกเรือเพิ่มขึ้นสองเท่า - จาก 3 คนเป็น 6 คน ในเวลาเดียวกันปริมาณการใช้น้ำก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้สามารถเพิ่มจำนวนนักบินอวกาศบน ISS ได้

การฟื้นฟูน้ำในอวกาศ

เมื่อพูดถึงเรื่องอวกาศ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงต้นทุนพลังงานหรือตามที่เรียกว่าในแวดวงมืออาชีพ - ต้นทุนมวลสำหรับการผลิตน้ำ เครื่องมือฟื้นฟูน้ำเต็มรูปแบบเครื่องแรกปรากฏที่สถานี Mir และตลอดระยะเวลาที่มีอยู่ทำให้สามารถ "บันทึก" สินค้า 58,650 กิโลกรัมที่ส่งมอบจากโลกได้ เมื่อระลึกได้ว่าการขนส่งสินค้า 1 กิโลกรัมมีค่าใช้จ่ายประมาณ 5-6,000 ดอลลาร์สหรัฐ ระบบการนำน้ำกลับคืนเต็มรูปแบบระบบแรกสามารถลดต้นทุนได้ประมาณ 300 ล้านดอลลาร์สหรัฐ

ระบบฟื้นฟูน้ำสมัยใหม่ของรัสเซีย - SRV-K2M และ Elektron-VM - ทำให้สามารถจัดหาน้ำให้กับนักบินอวกาศบน ISS ได้ 63% การวิเคราะห์ทางชีวเคมีแสดงให้เห็นว่าน้ำที่สร้างใหม่จะไม่สูญเสียคุณสมบัติเดิมและเหมาะสมสำหรับการดื่มโดยสมบูรณ์ ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียกำลังทำงานเพื่อสร้างระบบปิดที่จะให้น้ำแก่นักบินอวกาศถึง 95% มีโอกาสในการพัฒนาระบบการทำให้บริสุทธิ์ที่จะจัดให้มีวงจรปิด 100%

ระบบฟื้นฟูน้ำของอเมริกา - ECLSS ได้รับการพัฒนาในปี 2551 ไม่เพียงแต่ช่วยให้คุณกักเก็บความชื้นจากอากาศเท่านั้น แต่ยังสร้างน้ำจากปัสสาวะและขยะมูลฝอยอีกด้วย แม้ว่าปัญหาร้ายแรงและการหยุดทำงานบ่อยครั้งในช่วงสองปีแรกของการทำงาน ในปัจจุบัน ECLSS สามารถดึงความชื้นจากอากาศกลับมาได้ 100% และความชื้นจากปัสสาวะและขยะมูลฝอยได้ 85% เป็นผลให้มีอุปกรณ์ทันสมัยปรากฏบน ISS ซึ่งทำให้สามารถคืนปริมาตรน้ำได้มากถึง 93% ของปริมาตรเดิม

การทำน้ำให้บริสุทธิ์

กุญแจสำคัญในการฟื้นฟูคือการทำน้ำให้บริสุทธิ์ ระบบกรองจะรวบรวมน้ำที่เหลือจากการปรุงอาหาร น้ำสกปรกจากการซัก และแม้แต่เหงื่อของนักบินอวกาศ น้ำทั้งหมดนี้ถูกรวบรวมในเครื่องกลั่นแบบพิเศษซึ่งมีลักษณะคล้ายกับถัง เมื่อทำน้ำให้บริสุทธิ์จำเป็นต้องสร้างแรงโน้มถ่วงเทียมด้วยเหตุนี้เครื่องกลั่นจะหมุนในขณะที่น้ำสกปรกถูกขับผ่านตัวกรอง ผลลัพธ์ที่ได้คือน้ำดื่มที่บริสุทธิ์ ซึ่งในด้านคุณภาพยังเหนือกว่าน้ำดื่มในหลายส่วนของโลกอีกด้วย

ในขั้นตอนสุดท้ายจะมีการเติมไอโอดีนลงในน้ำ สารเคมีนี้ช่วยป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อโรคและแบคทีเรีย และยังเป็นองค์ประกอบสำคัญต่อสุขภาพของนักบินอวกาศอีกด้วย ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือ บนโลก น้ำเสริมไอโอดีนถือว่าแพงเกินไปสำหรับการใช้งานจำนวนมาก และใช้คลอรีนแทนไอโอดีน การใช้คลอรีนบนสถานีอวกาศนานาชาติถูกยกเลิกเนื่องจากความก้าวร้าวขององค์ประกอบนี้และประโยชน์ของไอโอดีนที่มากขึ้น

ปริมาณการใช้น้ำในอวกาศ

เพื่อรับประกันชีวิตของนักบินอวกาศ จำเป็นต้องมีน้ำจำนวนมหาศาล หากยังไม่มีการสร้างระบบฟื้นฟูน้ำในตอนนี้ การวิจัยอวกาศอาจจะติดอยู่ในอดีต เมื่อคำนึงถึงปริมาณการใช้น้ำในอวกาศ ข้อมูลต่อไปนี้จะถูกใช้ต่อคนต่อวัน:

• 2.2 ลิตร - ดื่มและปรุงอาหาร
• 0.2 ลิตร - สุขอนามัย
• 0.3 ลิตร - ชักโครก;

ปริมาณการใช้น้ำเพื่อการดื่มและอาหารนั้นสอดคล้องกับมาตรฐานของโลก สุขอนามัยและห้องสุขา - น้อยกว่ามาก แม้ว่าทั้งหมดนี้จะสามารถรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ แต่ก็ต้องใช้ต้นทุนด้านพลังงาน ดังนั้นต้นทุนจึงลดลงเช่นกัน ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจก็คือ แม้ว่านักบินอวกาศชาวรัสเซียจะได้รับน้ำ 2.7 ลิตรต่อวัน แต่นักบินอวกาศชาวอเมริกันจะได้รับน้ำประมาณ 3.6 ลิตรต่อวัน ภารกิจของอเมริกายังคงได้รับน้ำจากโลก เช่นเดียวกับนักบินอวกาศรัสเซีย แต่ต่างจากภารกิจของรัสเซีย ชาวอเมริกันจะได้รับน้ำในถุงพลาสติกขนาดเล็ก และนักบินอวกาศของเราจะได้รับน้ำในถังขนาด 22 ลิตร

การใช้น้ำรีไซเคิล

คนทั่วไปอาจคิดว่านักบินอวกาศใน ISS ดื่มน้ำที่รีไซเคิลจากปัสสาวะและขยะของตนเอง ในความเป็นจริง นี่ไม่ใช่กรณี สำหรับการดื่มและการปรุงอาหาร นักบินอวกาศใช้น้ำแร่สะอาดที่ส่งมาจากโลก น้ำยังไหลผ่านตัวกรองสีเงินเพิ่มเติมและถูกส่งไปยัง ISS โดยยานอวกาศขนส่งสินค้า Russian Progress

น้ำดื่มบรรจุในถังขนาด 22 ลิตร น้ำที่ได้จากการแปรรูปปัสสาวะและขยะมูลฝอยจะถูกนำไปใช้สำหรับความต้องการทางเทคนิค ตัวอย่างเช่น น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาและการทำงานของระบบการผลิตออกซิเจน นักบินอวกาศ "หายใจปัสสาวะ" และไม่ดื่มมัน

เมื่อต้นปี 2010 ข้อมูลปรากฏในสื่อว่าเนื่องจากระบบฟื้นฟูน้ำบน ISS ขัดข้อง นักบินอวกาศชาวอเมริกันจึงขาดแคลนน้ำดื่ม วลาดิมีร์ โซโลวีฟ ผู้อำนวยการการบินประจำสถานีอวกาศนานาชาติในส่วนรัสเซีย กล่าวกับผู้สื่อข่าวว่า ลูกเรือสถานีอวกาศนานาชาติไม่เคยดื่มน้ำที่ได้จากการฟื้นฟูปัสสาวะ ดังนั้นการล่มสลายของระบบประมวลผลปัสสาวะของอเมริกาซึ่งมีอยู่จริงในขณะนั้นจึงไม่ส่งผลกระทบต่อปริมาณน้ำดื่ม เป็นที่น่าสังเกตว่าระบบของอเมริกาล้มเหลวสองครั้งด้วยเหตุผลเดียวกัน และมีเพียงครั้งที่สองเท่านั้นที่เป็นไปได้ที่จะระบุสาเหตุที่แท้จริงของปัญหา ปรากฎว่าเนื่องจากอิทธิพลของสภาพพื้นที่ทำให้แคลเซียมในปัสสาวะของนักบินอวกาศเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตัวกรองสำหรับการประมวลผลปัสสาวะที่พัฒนาบนโลกไม่ได้ออกแบบมาสำหรับองค์ประกอบทางชีวเคมีของปัสสาวะดังนั้นจึงใช้ไม่ได้อย่างรวดเร็ว

การผลิตออกซิเจนจากน้ำ

นักวิทยาศาสตร์โซเวียตและรัสเซียในขณะนั้นเป็นผู้ริเริ่มการผลิตออกซิเจนจากน้ำ และหากในเรื่องของการฟื้นฟูน้ำเพื่อนร่วมงานชาวอเมริกันแซงหน้านักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียเล็กน้อยจากนั้นในเรื่องการผลิตออกซิเจนเราก็ถือฝ่ามืออย่างมั่นใจ แม้กระทั่งทุกวันนี้ น้ำรีไซเคิล 20-30% จากภาคส่วนอเมริกาของ ISS ถูกส่งไปยังอุปกรณ์ผลิตออกซิเจนของรัสเซีย การฟื้นฟูน้ำในอวกาศมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการฟื้นฟูออกซิเจน

อุปกรณ์แรกสำหรับการผลิตออกซิเจนจากน้ำได้รับการติดตั้งบนยานอวกาศอวกาศอวกาศและเมียร์ กระบวนการผลิตนั้นง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ - อุปกรณ์พิเศษจะควบแน่นความชื้นจากอากาศแล้วผลิตออกซิเจนจากน้ำนี้ผ่านอิเล็กโทรไลซิส อิเล็กโทรไลซิส - กระแสไหลผ่านน้ำ - เป็นรูปแบบที่มีชื่อเสียงซึ่งให้ออกซิเจนแก่นักบินอวกาศได้อย่างน่าเชื่อถือ

ทุกวันนี้ มีการเติมแหล่งน้ำอีกแหล่งลงในปัสสาวะที่ผ่านการแปรรูปด้วยความชื้นและขยะมูลฝอยแบบควบแน่น ซึ่งทำให้สามารถรับน้ำในกระบวนการได้ น้ำที่ใช้ในกระบวนการผลิตจากอุปกรณ์ ECLSS ของอเมริกาจะถูกส่งไปยังระบบของรัสเซียและ American OGS (ระบบสร้างออกซิเจน) ซึ่งจากนั้นจะถูก "แปรรูป" เป็นออกซิเจน

นักวิทยาศาสตร์กำลังดิ้นรนเพื่อแก้ปัญหา - วงจรปิด 100% เพื่อให้น้ำและออกซิเจนแก่นักบินอวกาศได้อย่างเต็มที่ การพัฒนาที่มีแนวโน้มมากที่สุดประการหนึ่งคือการผลิตน้ำจากคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซนี้เป็นผลิตภัณฑ์จากการหายใจของมนุษย์ และในปัจจุบัน "ผลิตภัณฑ์" ของกิจกรรมชีวิตของนักบินอวกาศไม่ได้ถูกนำมาใช้จริง

นักเคมีชาวฝรั่งเศส Paul Sabotier ค้นพบผลที่น่าอัศจรรย์เนื่องจากสามารถหาน้ำและมีเทนได้จากปฏิกิริยาของไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการผลิตออกซิเจนในปัจจุบันบนสถานีอวกาศนานาชาติเกี่ยวข้องกับการปล่อยไฮโดรเจน แต่มันถูกโยนออกไปนอกอวกาศเพราะไม่มีประโยชน์ หากนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างระบบที่มีประสิทธิภาพในการประมวลผลก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ พวกเขาจะสามารถปิดระบบได้เกือบ 100% และค้นพบการใช้ไฮโดรเจนอย่างมีประสิทธิภาพ

ปฏิกิริยาของ Bosch มีแนวโน้มที่ดีในเรื่องของการผลิตน้ำและออกซิเจนไม่น้อย แต่ปฏิกิริยานี้ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงมาก ผู้เชี่ยวชาญจำนวนมากจึงมองเห็นโอกาสมากขึ้นสำหรับกระบวนการ Sabotier

จนถึงขณะนี้ Water Gallery ได้เดินทางเพียงบนโลกเท่านั้น แต่ทำไมไม่ลองโบกรถไปรอบ ๆ กาแล็กซี เพื่อค้นหาว่าสิ่งต่าง ๆ อยู่ในมุมที่ไกลที่สุดของจักรวาลได้อย่างไร? คาดเข็มขัดนิรภัยแล้วอย่างที่กาการินพูดไปกันเถอะ!

1. สถานีอวกาศนานาชาติเรามาเริ่มกันที่พื้นที่ใกล้ ๆ กันอย่างแม่นยำยิ่งขึ้นกับสถานีอวกาศนานาชาติ การกล่าวถึงการรีไซเคิลและจินตนาการของนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์อยู่ตลอดเวลาอาจทำให้เราคิดว่านักบินอวกาศมีระบบการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่โดยสมบูรณ์อยู่เสมอ แต่ในความเป็นจริงมันเปิดตัวในปี 2551 เท่านั้น ก่อนหน้านี้ นักบินอวกาศขนส่งน้ำจากโลกขึ้นสู่วงโคจร และทิ้งขยะสู่อวกาศ ที่สถานีอวกาศมีร์และซัลยุต น้ำอาจถูกควบแน่นจากอากาศ กระบวนการย้อนกลับก็เกิดขึ้นเช่นกัน โดยผลิตอากาศโดยอิเล็กโทรลิซิส

ทุกวันนี้ ไม่มีหยดพิเศษหายไปจาก ISS แม้แต่หยดเดียว ความชื้นทั้งหมดอย่างแน่นอน แม้กระทั่งการควบแน่นจากการหายใจ จะเข้าสู่ระบบหมุนเวียน แน่นอน หากคุณคิดอยู่เสมอ การดื่มน้ำดังกล่าวอาจทำให้รู้สึกอึดอัดได้ อย่างไรก็ตาม ข้อเท็จจริงบ่งชี้ว่าน้ำดังกล่าวสะอาดกว่าน้ำที่คนส่วนใหญ่บนโลกดื่มมาก ดังที่นักบินอวกาศล้อเล่น: “เราเพียงแต่เปลี่ยนกาแฟของเมื่อวานให้เป็นของวันพรุ่งนี้”

2. ดวงจันทร์.จากวงโคจรเราจะเคลื่อนไปยัง "เพื่อนบ้าน" ที่ใกล้ที่สุด - ดวงจันทร์ แม้แต่ชาวกรีกโบราณเมื่อมองดูหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ก็ตั้งสมมติฐานว่าสิ่งเหล่านี้เป็นร่องรอยของทะเลและมหาสมุทรที่ครั้งหนึ่งเคยแห้งแล้ง สมมติฐานนี้ไม่ได้รับการยืนยัน และจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ โดยทั่วไปแล้วดวงจันทร์ถือเป็นสถานที่ที่แห้งแล้งที่สุดในระบบสุริยะจนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ แต่ปรากฎว่ายังมีน้ำบนดาวเทียมของเราและมีอยู่มากมาย

นักวิทยาศาสตร์แยกแยะน้ำ "ดวงจันทร์" ได้สามประเภท ได้แก่ น้ำแข็งบริสุทธิ์ ส่วนผสมของน้ำแข็งและดิน และชั้นบาง ๆ บนพื้นผิวที่อาจหายไปหรือปรากฏขึ้นอีกครั้ง หลุมอุกกาบาตมีความสำคัญมากที่สุดสำหรับผู้ตั้งอาณานิคมบนดวงจันทร์ในอนาคต เหตุผลง่ายๆ - แสงแดดไปไม่ถึงที่นั่นและน้ำก็ไม่ระเหยไปจากที่นั่น ตัวอย่างเช่น ปริมาณความชื้นสำรองที่ทราบในธารน้ำแข็งของขั้วโลกเหนือของดวงจันทร์อยู่ที่ 600 ล้านตัน และนี่เป็นสิ่งสำคัญมาก เพราะโดยการแยกน้ำออกมาตรงจุด ผู้บุกเบิกทางจันทรคติจะช่วยประหยัดเวลา ความพยายาม และพื้นที่บนรถบรรทุกอวกาศ นั่นหมายความว่าเราจะไปดวงจันทร์แบบเบา ๆ !

3. ดาวหางและดาวเคราะห์น้อยก่อนที่จะพูดถึงน้ำในสิ่งที่เรียกว่าเทห์ฟากฟ้า "พเนจร" เรามาทำความเข้าใจความแตกต่างกันก่อน ดาวหางประกอบด้วยฝุ่น ก๊าซ และของเหลว ในขณะที่ดาวเคราะห์น้อยประกอบด้วยสสารที่เป็นของแข็งเป็นส่วนใหญ่ แต่เมื่อหลายพันล้านปีก่อน เปอร์เซ็นต์ของน้ำยังสูงกว่านี้มาก มีทฤษฎีที่แพร่หลายมากว่าน้ำเข้ามายังโลกในเวลาที่ยังไม่มีชั้นบรรยากาศ จากนั้นการทิ้งระเบิดจักรวาลบนโลกของเราก็เป็นเรื่องปกติ และของเหลวจากดาวหางที่ตกลงมาและดาวเคราะห์น้อยก็ค่อยๆ เติมเต็มทะเลและมหาสมุทรของโลก

อย่างไรก็ตาม น้ำบนโลกและดาวหางที่ศึกษาส่วนใหญ่นั้นแตกต่างกัน ไม่ใช่โดยองค์ประกอบของสารที่ละลายในนั้น แต่อยู่ที่ระดับโมเลกุล น้ำจากดาวหางไม่ใช่ H2O ปกติสำหรับเรา ตำแหน่งของไฮโดรเจนที่อยู่ในดาวหางนั้นถูกยึดครองโดยดิวเทอเรียมไอโซโทป "หนัก" ตัวอย่างเช่น สิ่งนี้กลายเป็นน้ำในดาวหาง Churyumov-Gerasimenko ที่เพิ่งค้นพบและสำรวจเมื่อไม่นานมานี้ และดาวหางที่เหลือที่ศึกษา มีเพียง 6 ดวงเท่านั้นที่ผ่านการทดสอบน้ำ

การแก้ปัญหากลายเป็นเรื่องง่าย - "ซัพพลายเออร์" หลักของเทห์ฟากฟ้าที่มีหางไปยังระบบสุริยะคือวัตถุอวกาศสองชนิด: แถบไคเปอร์และเมฆออร์ต เงื่อนไขมีความแตกต่างกันดังนั้นองค์ประกอบของของเหลวในนั้นจึงแตกต่างกัน ดาวหางจากดวงแรกประกอบด้วยน้ำ ซึ่งมีองค์ประกอบคล้ายคลึงกับบนโลกมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่จากดวงที่สอง มีเพียงตัวอย่างที่มีดิวทีเรียมเท่านั้นที่มาถึง

4. ดาวศุกร์สถานการณ์น้ำบนโลกใบนี้เต็มไปด้วยความขัดแย้ง อุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยของ Morning Star อยู่ที่ 467 องศา และบรรยากาศมีคาร์บอนไดออกไซด์เกือบทั้งหมด เพื่อเปรียบเทียบ มีเพียงประมาณ 0.04% ในชั้นบรรยากาศของโลก และสิ่งนี้กำลังส่งผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนแล้ว ปริมาตรน้ำบนดาวศุกร์น้อยกว่าบนโลกประมาณ 50,000 เท่า แต่แม้ว่าตัวเลขเหล่านี้จะเท่ากัน ความชื้นก็ยังคงระเหยไป เมฆไอน้ำขนาดมหึมาจะกักเก็บความร้อนส่วนเกินในชั้นบรรยากาศ และดาวเคราะห์ซึ่งร้อนเล็กน้อยอยู่แล้วก็จะกลายเป็นนรกนรกที่มีอุณหภูมิมากกว่า 1,000 องศา และความดัน 350 บาร์ (ประมาณ 350 เท่าของโลก)

แต่ตามทฤษฎีแล้ว ด้วยความช่วยเหลือจากการปรับสภาพพื้นผิว ดาวศุกร์สามารถเปลี่ยนเป็นดาวเคราะห์รีสอร์ทที่มีสภาพอากาศอบอุ่นและชื้นได้ สิ่งที่คุณต้องทำคือวางฉากป้องกันขนาดใหญ่ระหว่างเครื่องกับดวงอาทิตย์เพื่อขจัดความร้อนส่วนเกิน จากนั้นจึงโจมตีพื้นผิวด้วยก้อนน้ำแข็งขนาดยักษ์ สิ่งนี้จะหมุน Morning Star ตามความเร็วที่ต้องการและส่งน้ำที่จำเป็นไป หวังว่าแผนการอันกล้าหาญเหล่านี้จะเป็นจริงสักวันหนึ่ง

5. ดาวอังคารไม่ใช่เพื่ออะไรที่นักปรัชญาโบราณเปรียบเทียบระหว่างดาวอังคารกับดาวศุกร์ อันที่จริงอุณหภูมิบนดาวเคราะห์สีแดงนั้นไม่เหมือนกับความร้อนบนดาวศุกร์ตรงเส้นศูนย์สูตรไม่เกิน 20 องศา อุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณลบ 50 องศา ด้วยการวิจัยสมัยใหม่ทำให้ทราบได้อย่างแม่นยำร้อยเปอร์เซ็นต์ว่ามีน้ำบนดาวเคราะห์สีแดง และเราสามารถพูดได้ว่าตามสัดส่วนแล้ว ปริมาตรของมันน้อยกว่าปริมาตรของโลกเพียง 2-3 เท่า แน่นอนว่าทะเลและมหาสมุทรกระเซ็นอยู่ท่ามกลางภูมิประเทศของดาวอังคารเมื่อนานมาแล้ว - 3.5-1 พันล้านปีก่อน ขณะนี้ปริมาตรความชื้นหลักกระจุกตัวอยู่ที่ขั้ว คล้ายกับอาร์กติกและแอนตาร์กติกาของเรา นอกจากนี้ ยังพบน้ำสำรองจำนวนมากในบริเวณชั้นดินเยือกแข็งของดาวอังคารที่เรียกว่าไครโอสเฟียร์ ความหนามีตั้งแต่หลายสิบถึงหลายร้อยเมตร และข้างใต้นั้น อาจเป็นทะเลสาบขนาดยักษ์ที่ซ่อนอยู่ซึ่งมีน้ำเกลืออยู่

6. ยุโรป.แน่นอนว่าเราไม่ได้พูดถึงทวีปของโลก แต่หมายถึงดาวเทียมของดาวเคราะห์ยักษ์ดาวพฤหัส ดาวเคราะห์ยักษ์เหล่านี้ประกอบด้วยก๊าซและฝุ่นเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งทำให้ไม่น่าสนใจในแง่ของการค้นหาน้ำ แต่ดาวเทียมดวงเล็กของพวกเขากลับเป็นที่สนใจ

ในความเป็นจริง ยุโรปเป็นลานสเก็ตที่ต่อเนื่องแห่งหนึ่ง - พื้นผิวค่อนข้างเรียบทั้งหมดถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็ง ความหนาอยู่ระหว่าง 10 ถึง 30 กม. และใต้เปลือกนี้มีมหาสมุทรจริงลึก 100 กม. หินใต้ชั้นน้ำและแกนโลหะซึ่งกระบวนการเปลือกโลกกำลังเกิดขึ้นภายในนั้น ขัดขวางไม่ให้ยุโรปกลายเป็นน้ำแข็งโดยสิ้นเชิง นอกจากนี้ยังอำนวยความสะดวกจากการขึ้นและลงของกระแสน้ำอย่างต่อเนื่อง ปรากฎว่ามหาสมุทรกำลังเคลื่อนไหวและร้อนขึ้นเอง ต้องขอบคุณการมีอยู่ของน้ำของเหลวที่ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้อย่างดีบนยุโรป แม้ว่าจะเป็นเพียงกล้องจุลทรรศน์ แต่ยังคงเป็นเพื่อนบ้านของเราในจักรวาล

7. ดาวเคราะห์นอกระบบหากพูดอย่างเคร่งครัด แนวคิดเรื่อง "ดาวเคราะห์นอกระบบ" ใช้กับดาวเคราะห์ใดๆ ที่ค้นพบนอกระบบสุริยะ แต่เราสนใจเฉพาะดาวเคราะห์ที่มีข้อความว่า "อาจเอื้ออาศัยได้" ซึ่งอาจมีน้ำกระเด็นและแสงริบหรี่ของสิ่งมีชีวิต

จนถึงปัจจุบันมีเพียงประมาณสองโหลเท่านั้นที่รู้จักดาวเคราะห์ดังกล่าว วิทยาศาสตร์สร้างความก้าวหน้าอย่างแท้จริงในพื้นที่นี้ด้วยการส่งกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ขึ้นสู่วงโคจรในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2552 และในเวลานี้ หลังจากผ่านไปหกปี ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2558 มีการประกาศว่าพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงหนึ่งซึ่งสอดคล้องกับ 90% ของพารามิเตอร์ของโลก บ้านหลังที่สองที่เป็นไปได้สำหรับมนุษยชาติตั้งอยู่ในกลุ่มดาวไลรา ห่างจากดวงอาทิตย์ 470 ปีแสง และเรียกว่าเคปเลอร์-438b ดาวเคราะห์ตั้งอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ ซึ่งหมายความว่ามีความเป็นไปได้สูงที่จะมีน้ำของเหลวอยู่

8. ดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์โดยไม่ต้องใช้ภาษาทางวิทยาศาสตร์ เราสามารถพูดได้ว่าดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์นั้นเป็น "ตัวอ่อนของดาวเคราะห์" พวกมันคือเมฆก๊าซหนาแน่นที่หมุนรอบแกนของมัน ค่อยๆ บีบอัดและกลายเป็นดาวเคราะห์อายุน้อย พวกมันปรากฏรอบๆ ดาวฤกษ์ที่เพิ่งก่อตัวและยังเย็นอยู่ และไม่มีใครรู้ด้วยซ้ำว่ามีน้ำอยู่ในนั้น จนกระทั่งกลุ่มนักวิทยาศาสตร์นานาชาติที่นำโดยมิคาอิล โฮเชอร์ไฮเดอ ชาวดัตช์เริ่มวิจัยโดยใช้กล้องโทรทรรศน์วงโคจรเฮอร์เชล พื้นที่ศึกษาอยู่ในกลุ่มดาวไฮดรา ห่างจากโลก 175 ปีแสง ตามที่นักดาราศาสตร์ระบุ ปริมาณน้ำ (หรือน้ำแข็ง) ภายในดาวเคราะห์น้อยดวงนี้อยู่ที่ 9 พันล้านตัน ซึ่งจะเติมเต็มมหาสมุทรหลายแห่งของโลก

9. เมฆเย็น.เบื้องหลังชื่อที่สวยงามและเกือบจะเป็นบทกวีนี้ถูกซ่อนไว้ด้วยรูปแบบที่งดงามไม่น้อย เมฆเย็นเป็นพื้นที่ห่างไกลของกาแลคซีซึ่งแสงและความร้อนจากดวงดาวไปไม่ถึง น้ำอยู่ที่นี่ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของน้ำแข็งที่สะสมอยู่บนอนุภาคฝุ่นจักรวาลละเอียด มวลของเมฆดังกล่าวสามารถเท่ากับมวลของดวงอาทิตย์หนึ่งพันดวง และมวลของน้ำในนั้นสามารถเท่ากับมวลของดาวพฤหัสบดีหนึ่งร้อยดวง มีพื้นที่ดังกล่าวประมาณล้านแห่งในกาแลคซีของเรา การค้นพบเมฆเย็นทำให้สรุปได้ว่าน้ำเป็นสสารที่มีมากเป็นอันดับสามในจักรวาล อุณหภูมิภายในเมฆดังกล่าวอยู่ที่ประมาณลบ 263 องศา ซึ่งต่ำกว่าศูนย์สัมบูรณ์เพียง 10 องศา

จะเกิดอะไรขึ้นกับน้ำในอวกาศ? วันที่ 2 มกราคม 2017

ดูเหมือนจะไม่ใช่คำถามที่ยาก: จะเกิดอะไรขึ้นกับน้ำของเหลวที่อุณหภูมิห้องที่ความดันบรรยากาศหากเทลงในอวกาศ?

อวกาศเป็นสถานที่ที่เย็นมาก ในสภาพอากาศหนาวเย็นจัด ตามที่ประสบการณ์ชีวิตบอกเรา น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็ง และจะตกผลึก แต่อวกาศก็อยู่ใกล้สุญญากาศในอุดมคติที่คุณสามารถเข้าถึงได้มากที่สุดเช่นกัน บรรยากาศหนึ่งมีค่าเท่ากับความดันอะตอมไฮโดรเจน 6 x 1,022 ต่อตารางเมตร ในห้องสุญญากาศที่ดีที่สุดในโลก นักวิทยาศาสตร์สร้างแรงกดดันให้ต่ำลงนับพันล้านเท่า แต่ในอวกาศระหว่างดวงดาว ความดันจะลดลงต่ำกว่าบันทึกทางเทคนิคบนพื้นโลกหลายล้านพันล้านเท่า และเมื่อความดันลดลง น้ำจะกลายเป็นสถานะก๊าซ - มันจะเดือด

แล้วจะเกิดอะไรขึ้นหากน้ำของเหลวมีทั้งความดันต่ำมากและอุณหภูมิต่ำมาก น้ำจะแข็งตัวหรือเดือดทันทีจนกลายเป็นก๊าซหรือไม่

คำตอบคือความจุความร้อนของน้ำ

อวกาศมีอากาศเย็น แต่ถึงแม้จะอยู่ในอวกาศระหว่างกาแล็กซี น้ำก็ยังรักษาความร้อนที่เคยได้รับมาได้เป็นอย่างดี เป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ - ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิห้อง (293 K) และค่าเฉลี่ยในอวกาศนั้นมากเกินไป นอกจากนี้ ในขณะที่น้ำพบว่าตัวเองอยู่ในความมืดเย็นที่ไร้อากาศ แรงตึงผิวจะก่อตัวเป็นทรงกลมของน้ำ และพื้นที่ทำความเย็นจะมีเพียงเล็กน้อย

ดังนั้น กระบวนการทำความเย็นจะดำเนินการอย่างช้าๆ อย่างไม่น่าเชื่อ อย่างน้อยก็จนกว่าแต่ละโมเลกุลจะแยกตัวออกจากกัน โดยอยู่ห่างจากมุมอื่นๆ ของ H2O

อะไรจะหยุดไม่ให้โมเลกุลของน้ำกระจาย? ท้ายที่สุดแล้วความดันจะไม่มีนัยสำคัญและการเปลี่ยนเป็นสถานะก๊าซสามารถเกิดขึ้นได้ทันที! เมื่อโมเลกุลหรือกลุ่มของโมเลกุลของน้ำพบว่าตัวเองค่อนข้างห่างไกลจากกันในกลุ่มเมฆก๊าซ โมเลกุลหรือกลุ่มของน้ำจะสูญเสียพลังงานจลน์ทันทีและอุณหภูมิจะลดลงอย่างรวดเร็ว แล้วน้ำจะอยู่ในสถานะใด? เพื่อที่จะตอบ ลองดูที่แผนภาพเฟสของน้ำ มันแสดงให้เห็นว่าหากอุณหภูมิลดลงถึง -50°C แรงดันต่ำก็ไม่สามารถทำให้ของเหลวหรือก๊าซได้

ดังนั้น ลำดับของเหตุการณ์จึงเป็นดังนี้: เมื่อตกลงไปนอกอวกาศ น้ำจะกลายเป็นก๊าซในทันที จากนั้นจึงแข็งตัวในรูปของน้ำแข็งเล็ก ๆ ที่ลอยมาเติมเต็มความว่างเปล่าระหว่างดวงดาว

คุณเห็นสิ่งนี้ในชีวิตจริงไหม? ปรากฎว่าใช่ ตามที่นักบินอวกาศ ISS กล่าวไว้ พวกเขาสังเกตเห็นผลกระทบนี้หลายครั้งเมื่อพวกเขาปล่อย... ปัสสาวะจากยานอวกาศออกสู่อวกาศ!

เมื่อนักบินอวกาศไป "ทีละน้อย" ทำให้บัลลาสต์ส่วนเกินในสถานีอวกาศว่างเปล่าและส่งปัสสาวะของพวกเขาออกไปในอวกาศตามที่พวกเขากล่าวไว้มันจะเดือดอย่างรุนแรง แล้วไอน้ำก็กลายเป็นสถานะของแข็งแทบจะในทันที และคุณก็จะพบกับก้อนเมฆเล็กๆ ของผลึกปัสสาวะแช่แข็งขนาดเล็กมากในอวกาศ...

นี่เป็นอีกแง่มุมที่น่าสนใจของพฤติกรรมของน้ำในสภาวะแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์

การเดือดด้วยแรงโน้มถ่วงต่ำเป็นภาพที่น่าขบขันที่สุด แต่สิ่งสำคัญไม่เพียงแต่ในด้านความบันเทิงเท่านั้น แต่ยังนำเสนอการค้นพบบางอย่างในสาขาฟิสิกส์ให้กับนักวิทยาศาสตร์อีกด้วย เมื่อไม่กี่ทศวรรษที่แล้ว ไม่มีใครรู้ว่ากระบวนการเดือดในอวกาศคืออะไร แน่นอนว่านักฟิสิกส์กำลังเกาหัวเพื่อวิเคราะห์ธรรมชาติที่ซับซ้อนของการเดือดบนโลก เกี่ยวกับอวกาศ เราคิดแต่เพียงว่าปรากฏการณ์นี้จะน่าตื่นเต้นยิ่งขึ้นไปอีก แต่นี่เป็นคำถามที่สำคัญ เนื่องจากการเดือดไม่เพียงเกิดขึ้นในกาต้มน้ำเท่านั้น แต่ยังเกิดในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและในระบบทำความเย็นของยานอวกาศด้วย ดังนั้นวิศวกรจำเป็นต้องรู้ว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร

ในความเป็นจริง การเดือดในวงโคจรเป็นกระบวนการที่ง่ายกว่าบนโลก ภาวะไร้น้ำหนักจะยกเลิกตัวแปรสองตัวที่ส่งผลต่อการเดือด นั่นคือ การพาความร้อน และการลอยตัว นี่คือสาเหตุที่น้ำเดือดมีพฤติกรรมแตกต่างออกไปในอวกาศ ของเหลวที่ให้ความร้อนจะไม่เพิ่มขึ้น แต่ยังคงอยู่ติดกับพื้นผิวที่ให้ความร้อนและร้อนขึ้นอีก พื้นที่ของของเหลวเหล่านั้นซึ่งอยู่ห่างจากแหล่งความร้อนพอสมควรจะยังคงค่อนข้างเย็น เนื่องจากน้ำอุ่นในปริมาณที่น้อยกว่า กระบวนการจึงเกิดขึ้นเร็วขึ้น เมื่อฟองไอก่อตัว พวกมันจะไม่ลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ แต่จะรวมกันเป็นฟองขนาดยักษ์ที่แกว่งไปมาในของเหลว

แหล่งที่มา

นักวิทยาศาสตร์พบว่าปริมาณน้ำในกาแล็กซีของเราสูงกว่าที่คิดไว้มาก

การตรวจวัดใหม่แสดงให้เห็นว่าน้ำเป็นโมเลกุลที่มีมากเป็นอันดับสามในจักรวาล ซึ่งทำให้นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณความอุดมสมบูรณ์ของธาตุในพื้นที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้และพื้นที่การก่อตัวของระบบดาวเคราะห์ใหม่

ในส่วนที่เย็นกว่าของกาแล็กซีของเรา ปริมาณน้ำในอวกาศถูกวัดครั้งแรกโดยใช้หอดูดาวอวกาศอินฟราเรดโดยนักดาราศาสตร์ชาวสเปนและอิตาลี สิ่งที่น่าสังเกตอย่างยิ่งคือความจริงที่ว่าในพื้นที่เหล่านี้มีดาวฤกษ์ประเภทคล้ายกับดวงอาทิตย์เกิดขึ้นและบางดวงก็ก่อตัวเป็นระบบจริงที่มีดาวเคราะห์หลายดวง อุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นที่เหล่านี้อยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์ (263 องศาเซลเซียส) เพียงสิบองศาเท่านั้น พื้นที่ดังกล่าวเรียกว่าเมฆเย็นเนื่องจากไม่มีดาวมวลมาก ดังนั้นจึงไม่มีแหล่งความร้อนอันทรงพลัง มีเมฆประเภทนี้มากกว่าหนึ่งล้านก้อนในกาแลคซี

นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถระบุปริมาณน้ำที่อยู่ในรูปของก๊าซ และปริมาณน้ำที่อยู่ในรูปของน้ำแข็ง ข้อมูลนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษากระบวนการก่อตัวของระบบดาวเคราะห์ เนื่องจากน้ำแข็งและไอน้ำพบได้ในดาวเคราะห์ก๊าซ ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์และ

ในสภาวะอุณหภูมิของเมฆเย็น ไอน้ำนั้นตรวจจับได้ยากมากเพราะว่า พวกมันแทบจะไม่ปล่อยรังสีออกมาเลยและไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์รุ่นปัจจุบัน นอกเหนือจากนั้น น้ำในอวกาศไม่สามารถอยู่ในรูปของเหลวได้เนื่องจากอุณหภูมิต่ำและความดันสูง ดังนั้นจนถึงขณะนี้สามารถตรวจพบได้เฉพาะน้ำแข็งในอวกาศเท่านั้น อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์รู้ว่าไอน้ำก็มีอยู่ในเมฆเย็นเช่นกัน แม้ว่าจะมีปริมาณค่อนข้างน้อยก็ตาม เพื่อประเมินปริมาณน้ำในสถานที่ดังกล่าวได้อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องวัดปริมาณน้ำในรูปของไอน้ำ

เพื่อวัดปริมาณไอน้ำในเมฆเย็น นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจใช้กลยุทธ์ต่อไปนี้ หากเราคำนึงถึงความจริงที่ว่าแสงที่ผ่านไอน้ำจะต้องทิ้ง "รอยประทับ" ไว้บนฟลักซ์แสงทั้งหมด หรือสเปกตรัมการเปล่งแสงจะนำแถบการดูดซับติดตัวไปด้วย นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับไอน้ำในเมฆเหล่านี้ และในขณะเดียวกันก็ทราบปริมาณน้ำที่แน่นอนด้วย

ปรากฎว่าในเมฆเย็นมีน้ำเกือบพอๆ กับในบริเวณที่ดาวฤกษ์ยังคุกรุ่นอยู่ ข้อมูลที่สำคัญที่สุดคือ รองจากคาร์บอนมอนอกไซด์และโมเลกุลไฮโดรเจน น้ำถือเป็นโมเลกุลที่มีมากที่สุด ตัวอย่างเช่น ปริมาณน้ำในเมฆเย็นก้อนหนึ่ง ซึ่งมีมวลดวงอาทิตย์นับพันดวง ปริมาณน้ำในรูปของไอน้ำและน้ำแข็งจะสัมพันธ์กับมวลของดาวพฤหัสบดีหนึ่งพันดวง

นักวิทยาศาสตร์ยังระบุด้วยว่าน้ำในอวกาศส่วนใหญ่อยู่ในรูปของน้ำแข็ง (ร้อยละ 99) ซึ่งรวมตัวกันเป็นไอน้ำบนอนุภาคฝุ่นเย็น ส่วนที่เหลือเป็นก๊าซ จากผลลัพธ์เหล่านี้ บทบาทของน้ำในการก่อตัวของดาวเคราะห์จึงสามารถอธิบายได้ในที่สุด