МОСКВА, 15 июн - РИА Новости, Илья Ферапонтов. В ближайшие месяцы ученые, возможно, узнают, есть ли на Луне лед, для этого через два дня к ночному светилу отправится зонд НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) с российским прибором ЛЕНД, предназначенным для поисков водяного льда на Луне.
Запасы воды на Луне, если они там есть, значительно облегчат работу будущих исследовательских станций на поверхности спутника, которые благодаря ледникам смогут обойтись или значительно сократить доставку питьевой и технической воды с Земли.
"Мы сможем построить карту лунных ледников, если они там есть. Мы надеемся впервые проверить, есть ли на поверхности Луны лед", - сказал в интервью РИА Новости ведущий разработчик прибора, заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии Института космических исследований РАН Игорь Митрофанов.
Запуск аппарата LRO должен произойти около полуночи по московскому времени в ночь на четверг, 18 июня. Вместе с этим зондом к Луне также отправится аппарат Lunar Crater Observation and Sensing Spacecraft (LCROSS).
Нейтронный прибор ЛЕНД (LEND - Lunar Exploration Neutron Detector) работает по тому же принципу, что и созданный ранее группой Митрофанова детектор ХЕНД, успешно обнаруживший ледники на Марсе. Он регистрирует поток нейтронов с поверхности планеты, и его уменьшение в каком-либо районе свидетельствует о наличии в грунте большого количестве водорода, а значит и воды.
Лед выдадут нейтроны
У Луны, в отличие от Земли, нет атмосферы и магнитного поля, поэтому ее поверхность бомбардируют потоки заряженных частиц - космические лучи. Они выбивают нейтроны из ядер вещества в верхнем слое грунта глубиной примерно один метр.
"Нейтроны начинают диффундировать в грунте, они там блуждают, ударяясь о ядра кремния, кислорода и других элементов, как мухи в стае слонов, и в итоге выходят на поверхность и в космос, где на орбите их ждет наш прибор", - сказал собеседник агентства.
Однако выход нейтронов зависит от того, много ли в грунте водорода. Чем больше водорода, тем больше энергичных нейтронов "застревает" в веществе и замедляется до тепловых энергий. Дело в том, что ядро атома водорода (протон) имеет ту же массу, что и нейтрон. При соударении с протоном нейтрон теряет примерно половину энергии, а от тяжелого ядра отскакивает практически с тем же, с чем прилетел.
"Поэтому в тех местах, где в грунте много водорода, наблюдается резкое снижение потока вторичных над-тепловых нейтронов, выбитых с поверхности космическими лучами. Признаком воды на нашей "нейтронной карте" будут темные пятна", - сказал ученый.
"На Марсе, работая с прибором ХЕНД, мы увидели аналогичные темные пятна на карте нейтронного излучения красной планеты, там поток нейтронов от районов вечной мерзлоты падал примерно в восемь раз, а не на какие-то там проценты. Поэтому можно надеяться, что и для Луны метод нейтронного картографирования также позволит проверить гипотезу о лунных ледниках", - добавил Митрофанов.
Заглядывая в "холодные ловушки"
Луна изначально "сухой мир", лунные условия не позволяют удержаться на поверхности ни льду, ни водяному пару. Однако ученые полагают, что лед на Луне мог появиться за счет "экспортных поставок" - его приносят кометы.
"Кометы в основном состоят из льда. Они время от времени ударяются о поверхность Луны, взрываются и образуют "локальные" атмосферы из водяного пара. А на полюсах Луны есть районы "холодных ловушек", где он может сконденсироваться и сохраниться", - сказал Митрофанов.
Он пояснил, что эти "ловушки" находятся в полярных кратерах: "Из-за того, что ось вращения Луны отклонена от вертикали к плоскости Солнечной системы всего на полтора градуса, на лунных полюсах есть возвышенности, где Солнце никогда не заходит, и также там на дне кратеров есть площадки, где, наоборот, Солнце никогда не появляется. На дне некоторых лунных полярных кратеров царит космический холод - температура там менее минус 200 градусов Цельсия".
"После падения кометы на Луну образовавшийся водяной пар осаждается на поверхности "холодной ловушки" и остается там навсегда. Так осаждается иней на автомобилях зимней морозной ночью. Но на земле утром восходит Солнце и иней испаряется, уходит, а на дне лунных полярных кратеров Солнце не восходит никогда, и поэтому иней от комет так и остается там лежать", - пояснил собеседник агентства.
Так в течение миллиардов лет в районах ловушек накапливались слои льда, перемежающиеся слоями пыли, выброшенной при падениях метеоритов.
"Это выглядит очень правдоподобно, потому что действительно на Луне есть такие холодные ловушки, и мы также точно знаем, что ледяные кометы сталкиваются с Луной. С точки зрения общих физических представлений я бы считал вполне вероятным, что лед там есть", - считает Митрофанов.
Вместе с тем, он не стал давать оценки возможного количества воды на Луне, отметив, что такие оценки пока очень спекулятивны и варьируются в десятки и сотни раз - пока многое неизвестно о процессе осаждения водяного пара на холодную лунную поверхность. Данные измерений, полученных прибором ЛЕНД на орбите вокруг Луны, позволят продвинуться к разгадке тайны лунных ледников.
