
Вокруг южной полярной области Луны находится бассейн Южный полюс-Эйткен, самый большой ударный бассейн на поверхности Луны. Внутри этого бассейна есть многочисленные области с постоянной тенью (PSR), которые, как считается, со временем покрылись водяным льдом. Эти отложения имеют решающее значение для будущих миссий, таких как программа Artemis, которая приведет к созданию постоянной инфраструктуры. Этот водяной лед обеспечит экипажи постоянным источником воды для питья и орошения, а также средствами для химического производства газообразного кислорода и ракетного топлива.
По мнению ученых, эти PSR возникли, когда Луна начала удаляться от Земли примерно 2,5 миллиарда лет назад. Со временем эти регионы действовали как “холодные стоки” и удерживали водяной лед, который существовал на поверхности Луны в то время. Однако, согласно недавнему исследованию, проведенному Институтом планетарных наук (PSI), постоянно затененные области Луны возникли менее 2,2 миллиарда лет назад и были покрыты льдом еще более недавно. Эти находки могут существенно повлиять на будущие миссии с экипажами, поскольку они указывают на то, что водяной лед, обнаруженный в лунных кратерах, может быть более позднего происхождения.
Исследование проводилось старшим научным сотрудником Норбертом Шоргхофером из Института планетологии и Ралукой Руфу из Управления планетологии Юго-Западного исследовательского института (SwRI). Недавно в Science Advances появилась их статья под названием “Прошлая протяженность областей, постоянно затененных Луной”. Исследование было поддержано НАСА в виде гранта, выданного через Программу анализа лунных данных (LDAP) и через узел геофизических исследований динамики и эволюции Солнечной системы (GEODES) в Исследовательском виртуальном институте исследования Солнечной системы (SSERVI).
Когда Луна начала неуклонно удаляться от Земли, она почувствовала приливные силы, вызванные гравитационным притяжением Земли и Солнца. В течение десятилетий ученым было известно, что в какой-то момент Луна испытала значительную переориентацию оси вращения, что привело к образованию PSR вокруг южного полюса Луны. До недавнего времени было недостаточно данных, чтобы точно определить, когда произошла эта переориентация. Всего год назад французская исследовательская группа разработала последовательную историю эволюции расстояния между Землей и Луной. Как объяснил Шоргхофер в пресс-релизе PSI:
“Когда я услышал об их результатах, я сразу понял, что это имеет глубокие последствия для поиска водяного льда на Луне. Я бросил все, чем занимался, и начал разбираться в деталях с помощью моего соавтора Ралуки Руфу. Мы рассчитали ориентацию оси вращения Луны и протяженность PSR на основе последних достижений в области временной эволюции расстояния между Землей и Луной. Мы смогли количественно определить, насколько молоды лунные PSR на самом деле. Средний возраст PSR составляет не более 1,8 миллиарда лет. На Луне нет древних резервуаров водяного льда ”.
Чтобы внести ясность, у Луны долгая история размещения водяного льда на ее поверхности. Эта вода была распространена кометами и метеоритами примерно 4,1-3,8 миллиарда лет назад во время поздней тяжелой бомбардировки или в результате вулканического выделения газов. Однако эти процессы начали затухать, когда 3,4 миллиарда лет назад начали появляться постоянно затененные области. Это означает, что большая часть воды, доставленной ударными элементами или выделившейся из недр, не могла попасть в полярные регионы. Короче говоря, водяной лед, который мы наблюдаем сегодня, должен быть более свежим.
“Эти результаты меняют прогноз относительно того, где мы ожидали бы найти водяной лед на Луне, и это кардинально меняет оценки того, сколько водяного льда на Луне. Водохранилища древнего водного льда больше не ожидаются ”, - заключил Шоргхофер.
Это согласуется с тем, что наблюдал спутник НАСА для наблюдения за лунными кратерами (LCROSS) в 2009 году, исследуя водородные сигнатуры, ранее наблюдавшиеся вокруг полярных регионов. После того, как LCROSS направил импактор на кратер Кабеус, он обнаружил воду в выброшенных обломках. Поскольку PSR внутри кратера Кабеус было менее 1 миллиарда лет, вся вода, углекислый газ и другие летучие вещества, должно быть, скопились там совсем недавно. Это довольно обнадеживает, поскольку молодые PSR могут накапливать много льда относительно быстро, а это означает, что у старых должно быть еще больше.
Эти находки могут также помочь разрешить загадку того, почему в полярных регионах Меркурия значительно больше льда, чем на Луне. Предыдущие данные указывали на то, что PSR на Меркурии намного старше и, возможно, захватывали воду намного раньше.
Информация о космосе также есть в сообществе в ВК https://vk.com/fotoastronomiya
На изображении ниже:
Изображение, показывающее распределение поверхностного льда на южном полюсе Луны (слева) и северном полюсе (справа), обнаруженное прибором NASA Moon Mineralogy Mapper.