Наличие на Луне воды активно отрицалось еще 30-40 лет назад. В образцах грунта, доставленных с Луны советской станцией «Луна-24», присутствовали частицы воды, однако мировая наука не принимала эти данные во внимание. Вода была найдена и в образцах, доставленных американскими пилотируемыми экспедициями, однако эти измерения списывались на недостаточную герметичность упаковки образцов. До 1990-х годов Луна считалась «сухим» космическим телом. Однако в 1998 году зонд Lunar Prospector при помощи нейтронного детектора обнаружил на Луне следы водорода, что указывает на присутствие водяного льда. В 2005 году НАСА запустило пенетрационную миссию Deep Impact. После падения космического аппарата на Луну в поднявшемся облаке пыли телескопы зафиксировали частицы воды. Наконец, в 2009 году был запущен американский лунный спутник LRO с российским нейтронным детектором LEND. По результатам работы этого детектора в Институте космических исследований РАН была построена карта распространения воды на Луне.

Оказалось, что содержание водяного льда в реголите увеличивается к полюсам и особенно велико в затененных кратерах. Ученые объяснили такое распределение наличием «холодных ловушек» на полюсах – затененных кратеров, внутрь которых никогда не попадает солнечный свет. В таких местах всегда сохраняется низкая температура, и лед на поверхности может существовать в течение долгого времени, не превращаясь в пар.

Без прямого изучения сложно сказать наверняка, в каком виде находится вода на Луне. Молекулы воды могут входить в состав молекул минералов. Такое состояние называется связанным, и с практической точки зрения связанная вода большой пользы не принесет. Водяной лед также может быть перемешан с реголитом в виде мелких частиц в сравнительной невысокой концентрации. Наконец, лед может выделяться в отдельные относительно чистые линзы, как на поверхности Луны, так и под ней.

В новом исследовании, результаты которого опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, были использованы данные с индийского спутника «Чандраян-1» (Chandrayaan 1). Он был запущен в 2008 году и проработал на орбите Луны почти год. Установленный на «Чандраян-1» спектрометр M3 (Moon Mineralogy Mapper), разработанный Лабораторией реактивного движения НАСА и Брауновским университетом, был предназначен для картирования минералогического состава поверхности Луны. В своем исследовании американские ученые выделили в данных прибора M3 четкие сигнатуры водяного льда. Спектральные линии водяного льда были найдены в отраженном свете, а поглощающие свойства в инфракрасном свете позволили подтвердить, что речь идет именно о льде в твердом состоянии. Таким образом, существование водяного льда на поверхности Луны – точнее, в первых нескольких миллиметрах реголита – авторы исследования считают доказанным.

Основная часть найденного водяного льда находится в постоянно затененных кратерах на южном полюсе, где температура не поднимается выше -150 градусов Цельсия. На северном полюсе льда меньше, и он не так жестко привязан к рельефу, хотя тоже часто встречается в кратерах.

Водяной лед может иметь очень большое значение для будущего пилотируемого освоения Луны. Это не только источник воды и кислорода для космонавтов, но также источник топлива для ракет.

Ссылка: nasa.gov

Обсудить