Сегодня одна из самых горячих тем для исследователей Луны — является ли водяной лед легкодоступным ресурсом на южном полюсе Луны, как уже давно предполагают эксперты. Поиск пригодного для эксплуатации водяного льда является одним из главных приоритетов программы NASA Artemis, так как во многом от этого зависит устойчивость присутствия человека на Луне.
Считается, что водяной лед на Луне находится в постоянно затененных областях, содержащийся в сверхохлажденных холодных ловушках, где газы могут замерзать до твердой формы. Однако эксперты на Круглом столе по космическим ресурсам, проходившем с 4 по 7 июня в кампусе Горной школы Колорадо, обратили внимание на скудость данных, подтверждающих перспективу использования водяного льда на Луне. Несмотря на наличие веских доказательств присутствия воды, остается огромное количество вопросов, которые, оставаясь без ответа, ставят под сомнение предположение о том, что исследователи смогут им воспользоваться.
Технические сложности
"Больше всего льда ожидается в старых крупных кратерах с постоянной тенью, но туда не отправляются миссии из-за технических проблем, связанных с посадкой в темноте и работой в условиях сильного холода", — рассказал SpaceNews Норберт Шергхофер, старший научный сотрудник Института планетарных наук, работающий на Гавайях.
Однако надежды на то, что на лунной поверхности может быть много водяного льда, были развеяны данными, полученными с лунного орбитального аппарата Korea Pathfinder Lunar Orbiter Корейского института аэрокосмических исследований, также известного как Danuri. Он вышел на лунную орбиту в декабре 2022 года и теперь должен продолжать свою миссию по наблюдению за Луной до декабря 2025 года.
На борту Danuri находится прибор ShadowCam, созданный в Университете штата Аризона при финансовой поддержке NASA, который будет собирать с лунной орбиты изображения постоянно затененных областей Луны с высоким разрешением, чтобы определить распределение и доступность водяного льда и других летучих веществ. По словам Шергхофера, ShadowCam не обнаружил воды, которую надеялись увидеть исследователи.
"Хотя ShadowCam не обнаружила никаких доказательств наличия льда в лунных холодных ловушках, все же есть веские доказательства наличия льда в подповерхностном слое, — сказал Шергхофер. По его словам, этот лед может присутствовать за пределами холодных ловушек на небольшой глубине, и этот вывод можно проверить с помощью одной скважины.
Шергхофер добавил, что несколько орбитальных миссий нашли доказательства наличия воды на Луне, указав на прибор на борту космического аппарата NASA Lunar Prospector, который вращался вокруг Луны с января 1998 по август 1999 года, и на прибор, предоставленный Россией, на орбитальном аппарате NASA Lunar Reconnaissance Orbiter. Оба лунных орбитальных аппарата оснащены нейтронным спектрометром, который обнаруживает водород, предположительно находящийся в форме воды.
"Физическое подтверждение наличия водяного льда может стать значительным стимулом для освоения Луны человеком и роботами", — сказал Бен Бюсси, главный научный сотрудник компании Intuitive Machines.
Сканирование в поисках воды
Намекая на данные многочисленных датчиков о том, что на Луне может быть много льда, Бюсси говорит, что пока неизвестно местонахождение, количество и форма лунной воды — и возможно ли ее добыть.
"Физическое подтверждение наличия водяного льда может стать значительным толчком к освоению Луны человеком и роботами", — говорит Бюсси.
"Существует вероятность того, что даже если на Луне существуют богатые запасы воды, до них слишком трудно добраться", — сказал Бюсси в интервью SpасеNеws, — например, водяной лед, скрывающийся внутри постоянно затемненных областей. По его словам, вода может быть настолько рассеяна, что для ее извлечения потребуется переработать большое количество лунного реголита.
По словам Бюсси, следующий важный кусочек головоломки будет получен от лунного посадочного аппарата Intuitive Machines, который должен отправиться к южному полюсу Луны в рамках инициативы NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS), в частности, к хребту Шеклтона в конце 2024 года. Этот район получает достаточно солнечного света, чтобы питать посадочный аппарат в течение примерно 10 дней.
Лунный аппарат также несет финансируемый NASA эксперимент Polar Resources Ice-Mining Experiment-1 для оценки содержания воды в реголите и поиска других летучих веществ в полярной зоне посадки на Луну.
Этот регион обеспечивает четкую видимость Земли для постоянной связи и может стать потенциальным местом для последующего исследования Земли человеком.
В случае успешного приземления роботизированный аппарат выведет на поверхность Micro Nova Hopper — беспилотный летательный аппарат, финансируемый NASA. По словам Бюсси, этот беспилотник предназначен для прыжков по лунной поверхности и доставит нейтронный спектрометр, предоставленный венгерской компанией Puli Space Technologies, на постоянно затененное дно кратера Марстон.
"Это позволит впервые напрямую измерить содержание водорода на поверхности, что является ключевым показателем наличия воды", — сказал Бюсси.
