МОСКВА, 21 окт - РИА Новости. В приполярных областях Луны, возможно, существуют зоны "вечной мерзлоты" - залегающего под слоем реголита слоя водяного льда, которые могут простираться даже за пределы постоянно затененных областей, говорится в статье, опубликованной в журнале Science группой ученых под руководством Игоря Митрофанова из Института космических исследований (ИКИ) РАН.
Митрофанов и его коллеги создали нейтронный телескоп ЛЕНД (Lunar Exploration Neutron Detector - LEND), который работает на борту зонда НАСА LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter), запущенного на орбиту Луны в июне 2009 года. Этот детектор измеряет поток нейтронов, исходящий от лунной поверхности - снижение этого потока указывает на области, богатые водородом, а значит, и с возможным содержанием воды.
Созданный этой же группой ранее аналог этого прибора - ХЕНД (High Energy Neutron Detector - HEND), который работает на марсианском зонде "Марс-Одиссей" (Mars Odyssey), позволил выявить ледники в районе полюсов "красной планеты", скрытые под толщей песка.
"Мы довольны первыми научными результатами наших исследований, и здесь самое интересное состоит в том, что наши ожидания не подтвердились", - сказал РИА Новости Митрофанов.
"Дело в том, что до начала эксперимента мы предполагали найти воду на дне лунных полярных кратеров, куда никогда не попадают солнечные лучи. Однако данные измерений прибора ЛЕНД нас очень удивили: оказалось, что районы с высоким содержанием воды могут освещаться (и, следовательно, нагреваться) Солнцем", - пояснил он.
Ранее снижение потока нейтронов в областях Луны близких к полюсам фиксировали зонды Lunar Prospector и Clementine. Ученые полагали, что в постоянно затененных районах, так называемых "холодных ловушках" может сохраняться лед из падавших туда в течение миллиардов лет кометных ядер.
Предварительные данные ЛЕНДа, обнародованные осенью 2009 года, одновременно разочаровали и заинтриговали ученых: области со сниженным нейтронным потоком не совпали с "темными зонами".
Новые данные, собранные прибором в течение года, показали что, только в двух из девяти "ловушек" было зафиксировано статистически значимое снижение потока нейтронов. Одна из них - в районе кратера Кабеус - стала мишенью для зонда LCROSS, работавшего в паре с LRO.
Несовпадение границ "ловушек" и зон с повышенным содержанием водорода заставило авторов исследования отказаться от простой модели лунного льда. Согласно расчетам, лунная поверхность у полюсов может нагреваться в солнечном свете до 200 кельвин (73 градуса ниже нуля по Цельсию). При такой температуре летучие вещества, в частности, водяной лед испаряются, и поверхностный слой должен содержать его очень мало.
"Однако если существует сухой (и, следовательно, бедный водородом) вышележащий слой грунта с содержанием водорода 100 ppm (частей на миллион), то содержание водорода на глубине может быть значительно выше", - говорится в статье.
Согласно оценкам исследователей, подповерхностный слой грунта в районе кратера Кабеус может содержать от 600 ppm водорода на глубине 40 сантиметров до 4500 ppm - на глубине 60 сантиметров. "Последняя величина соответствует содержанию водяного льда около 4% массы, что хорошо согласуется с независимой оценкой, сделанной по результатам наблюдений LCROSSа - около 5,6%", - пишут авторы исследования.
По их мнению, под относительно сухим поверхностным слоем в приполярных областях Луны существует слой, содержащий значительную долю водяного льда, так же как в приполярных районах Марса.
Митрофанов отмечает, что ситуация с водой на Луне все же значительно отличается, поскольку в полярных районах Марса содержание воды составляет 50-70% по массе, в то время как оценки для Луны соответствуют около 4
%, а лунные районы с водяным льдом в грунте в сотни раз меньше по размеру полярных районов марсианской вечной мерзлоты.
"Но для Луны 4% по массе - это очень много", - сказал он.
Данные другого прибора, установленного на LRO, - Diviner Lunar Radiometer - также подтверждают заключение о лунной "вечной мерзлоте".
Расчеты, опубликованные в другой статье этого номера Science группой под руководством Дэвида Пэйга (David Paige) из университета Калифорнии в Лос-Анджедесе, свидетельствуют, что "холодные ловушки" могут быть окружены обширными зонами, где подповерхностный лед может оставаться устойчивым.
Хотя солнечный свет иногда и достигает этих районов, температура остается достаточно низкой, и вода не испаряется.
Будущие цели
Ученый отметил, что обнаружение льда за пределами вечно затененных районов может значительно облегчить подготовку будущих исследовательских миссий.
"Отправка посадочных аппаратов для исследований водяного льда в веществе постоянно затененных районов связано с огромными техническими трудностями - там нельзя использовать солнечные батареи, там очень холодно, и там нет радиовидимости с Землей. Гораздо проще отправить аппарат в полярный район с водяным льдом, который периодически освещается Солнцем и с которого в любое время может быть установлена радиосвязь с Землей", - сказал Митрофанов.
Он напомнил, что в настоящее время Роскосмос подготавливает два проекта с автоматическими станциями для исследований природных условий на полюсах Луны - это "Луна-Ресурс" и "Луна-Глоб".
Хотя факт наличия воды в конкретных полярных районах установлен достаточно достоверно, данные ЛЕНДа характеризуют только верхний слой толщиной около метра - неизвестна ли толщина сухого слоя, ни как глубоко простирается льдосодержащий пласт реголита.
"Нужны новые исследования, новые наблюдения. Следует отправлять на Луну исследовательские аппараты, проводить там геологоразведку лунных залежей льда, в том числе методами прямого бурения реголита. В перспективе следует ставить задачу доставки образцов реголита с лунным льдом на Землю для исследований в земных лабораториях", - заключил Митрофанов.
