Лед, нанесенный на карту и изученный в ходе исследования, опубликованного 2 октября в журнале Planetary Science, находится не только в постоянно затененных кратерах на южном полюсе Луны, но и распространен по большей части поверхности Луны, в подходящих для хранения кратерах.
Лунный лед представляет собой важнейший ресурс для будущих миссий «Артемиды». Воду можно использовать для защиты от радиации и поддержания жизнедеятельности астронавтов, а также разложить на составляющие — водород и кислород — для производства ракетного топлива, энергии и пригодного для дыхания воздуха.
Кратеры вблизи Южного полюса, такие как Кабео, Хауорт, Шумейкер и Фаустини, уже были определены как области с потенциальными залежами льда, но исследование под руководством Тимоти П. Маккланахана из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА расширило рамки поиска, обнаружив признаки льда и в других областях за пределами Южного полюса. Используя данные с зонда LRO, они создали карты, показывающие особенности поверхности, где наиболее вероятно обнаружение льда, и определили самые холодные регионы, такие как области, находящиеся в вечной тени.
Маккланахан объяснил, что наибольшая концентрация льда наблюдается в областях, где температура опускается ниже 75 Кельвинов (-198°C), и на склонах полюсов в затененных кратерах. Однако, несмотря на эти наблюдения, пока невозможно точно определить, сколько там льда и покрыт ли он сухим слоем реголита.
Происхождение и сохранение лунного льда
Лед на Луне мог образоваться в результате столкновения с кометами и метеорами, выделиться в виде пара изнутри Луны или образоваться в результате химических реакций между водородом в солнечном ветре и кислородом в лунном грунте.
Ледяные отложения, обнаруженные в топографических впадинах вблизи лунных полюсов, представляют собой области, которые миллиарды лет не видели солнечного света и поэтому остаются чрезвычайно холодными, что позволяет льду сохраниться.
Одним из ключевых инструментов, использованных в этом исследовании, был детектор нейтронов Lunar Exploration Neutron Detector (LEND) на борту LRO. LEND способен обнаружить наличие льда, измеряя нейтроны, которые генерируются при ударе высокоэнергетических космических лучей о лунную поверхность. Количество наблюдаемых нейтронов уменьшается при повышенной концентрации водорода, что позволяет предположить наличие льда, поскольку водород и нейтроны имеют схожую массу, и столкновение между ними приводит к уменьшению энергии.
Новое картирование льда на Луне, демонстрирующее столь широкое и поверхностное распространение, открывает новые перспективы в исследовании нашего спутника. В январе 2025 года планируется запуск спутника НАСА Lunar Trailblazer вместе с лунным посадочным аппаратом Nova-C компании Intuitive Machines. Задача этого спутника — продолжить изучение и картирование воды на лунной поверхности.