Новое исследование впервые предоставило доказательства того, что округлые углубления на поверхности Луны не только могут быть связаны с многокилометровыми пещерами, но и содержат туннели, уходящие вглубь.
До высадки на Луне земные ученые полагали, что она представляет собой безводное и малоинтересное место, как для научных исследований, так и для организации баз. Однако лунный грунт, доставленный на Землю в 1960-1970-х годах, кардинально изменил эту точку зрения: стало очевидно, что происхождение спутника нашей планеты отличается от прежних представлений.
На текущий момент установлено, что на поверхности Луны содержится не менее 100 миллиардов тонн водяного льда. Согласно мультиимпактной теории У Николая Горькавого его произведений гораздо больше, а под толщей вечной мерзлоты могут встречаться и линзы из жидкой воды.
Остается нерешенной задача изучения этих областей: зоны постоянной тени вблизи полюсов нередко имеют температуру ниже минус 200 градусов Цельсия, в то время как современные скафандры не рассчитаны на длительную работу при температурах, опускающихся ниже минус 160-170 градусов. Организация базы в таких условиях также представляет собой сложную задачу, поскольку многие устройства при столь низких температурах демонстрируют снижение эффективности.
В качестве потенциальной замены существует разумная альтернатива – лавовые трубки. С помощью радиолокационных станций на искусственных спутниках было установлено, что эти пещеры на Луне простираются на десятки километров, а их диаметр может достигать сотен метров или даже километра. Предполагается, что в них содержится водяной лед, а температура составляет приблизительно минус 20 градусов, что является вполне подходящим условием для функционирования техники. Однако долгое время оставалось неизвестным, существуют ли пути доступа к ним, или же так называемые окна (углубления на поверхности Луны, расположенные рядом с этими пещерами) – это лишь разломы, находящиеся вблизи пещер, но не связанные с ними непосредственно.
Теперь группа ученых опубликовала в журнале Nature Astronomy работу, решающую этот вопрос как минимум для одной — вероятно, самой знаменитой — ямы. Исследователи использовали радиолокационные данные, полученные Lunar Reconnaissance Orbiter, искусственным спутником Луны, запущенным NASA в 2009 году.
По мнению авторов недавней публикации, разрешение бортового радара Lunar Reconnaissance Orbiter относительно невелико: радиолокационные снимки аппарата имеют разрешение около одного пикселя на 15×30 метров. Это позволяет оценивать только кратеры с диаметром более 80 метров. Кроме того, орбита спутника расположена таким образом, что подавляющее большинство из 200 известных круглых ям на Луне наблюдается под неблагоприятным углом, что не дает возможности определить, есть ли в них туннели, уходящие вглубь.
Для исследования области падения на Море Спокойствия, расположенном в приэкваториальной зоне северного полушария Луны, собран достаточный объем информации с помощью бортового радара. Западная часть образовавшегося кратера продемонстрировала на радаре повышенную яркость. Чтобы добиться наиболее точных результатов при работе с данными умеренного разрешения, ученые создали трехмерные модели внутренней структуры кратера и сравнили радиолокационные отражения, полученные в результате моделирования, с данными, зафиксированными Lunar Reconnaissance Orbiter.
Наиболее вероятным сценарием представляется наличие в западной части ямы тоннеля, расположенного на глубине от 130 до 170 метров. Его протяженность составляет от 30 до 80 метров, а ширина – около 45 метров. Определение крутизны дна затруднено, поскольку угол уклона может варьироваться от практически горизонтального до 55 градусов.
В новой работе авторы подчеркивают, что подобные образования, скорее всего, распространены. На текущий момент на Луне известно около 200 подобных ям. Однако именно провал диаметром 100 метров в Море Спокойствия представляется наиболее перспективным для изучения, так как его края незначительно деформированы. Это снижает вероятность перекрытия тоннеля обломками. Существует вероятность, что он ведет в более крупную лавовую трубку.
Исследователи считают, что области, расположенные в лунных морях, могут представлять собой подходящие площадки для размещения лунных баз. Поскольку температура на поверхности спутника колеблется в течение двух недель от +130 до -170 градусов Цельсия, на дне кратеров поддерживается стабильная температура, сопоставимая с арктическими. Лавовые трубки возникли в результате вулканической активности, поэтому создание базы в таких местах значительно расширит знания о геологии других небесных тел.
На Марсе также встречаются подобные образования (ямы, напоминающие вероятные лавовые трубки), их насчитали около тысячи, как указали ученые в своей работе. Применение схожей методики радиолокационного зондирования позволит обнаружить подходящие места для размещения баз и на этой планете.