NASA выбрало научный проект GIMLI (Geophysical Instruments for Marius Lunar pit Investigation) для исследования провала в районе Холмов Мариуса на Луне. Учёные хотят выяснить, ведёт ли он в крупную подземную полость, оставшуюся после древней вулканической активности. Такие структуры могут в перспективе обеспечить астронавтам естественную защиту от радиации и резких перепадов температуры.
Как мы рассказывали ранее, GIMLI стал одним из трёх научных проектов, отобранных NASA в рамках программы PRISM (Payloads and Research Investigations on the Surface of the Moon) для подготовки будущей лунной базы. Теперь подробнее рассмотрим, что именно собираются исследовать специалисты и какие данные должна получить миссия.
Что известно о провале в Холмах Мариуса
Холмы Мариуса расположены в районе Океана Бурь на видимой стороне Луны. Это вулканическая область, сформированная в период активной геологической истории спутника. Здесь находится провал Marius Hills Pit — отверстие в поверхности, которое может открывать доступ к подземной полости.
Подобные структуры называют «лунными окнами» или провалами-люками. Они могут образовываться, когда обрушивается участок свода подземного туннеля. Такие туннели, известные как лавовые трубки, возникают при вулканических извержениях: поверхность потока лавы остывает и затвердевает, тогда как внутри расплав продолжает двигаться. После прекращения потока под поверхностью может остаться полая галерея.
Снимки орбитальных аппаратов уже позволили обнаружить на Луне множество провалов. Наблюдения за провалом в Холмах Мариуса показали нависающие участки стенок и углубление, однако имеющиеся изображения не позволяют полностью определить размеры и протяжённость возможной подземной полости.
Как миссия GIMLI будет исследовать подповерхностную структуру
Проект GIMLI возглавляет Планетологический институт США (Planetary Science Institute, PSI). В работе также участвуют Норвежское космическое агентство и компания Honeybee Robotics, которая займётся созданием значительной части оборудования. Доставку научной нагрузки на Луну планируется организовать в рамках программы NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS) в одной из будущих миссий на Луну.
В отличие от орбитальных наблюдений, GIMLI будет изучать район непосредственно на поверхности Луны. Для этого предусмотрен комплекс приборов, которые дополняют друг друга:
- Георадар поможет исследовать структуру под поверхностью и искать признаки подземных пустот.
- Сейсмические датчики будут регистрировать колебания, позволяя получить сведения о строении пород. В проекте предусмотрены методы активной сейсмики, при которых исследователи анализируют реакцию грунта на специально вызванные колебания.
- Гравиметр позволит измерять небольшие изменения гравитационного поля, связанные с распределением массы под поверхностью. Это поможет искать области с пониженной плотностью, которые могут соответствовать полостям.
- Камеры будут получать изображения поверхности и стенок провала. По ним учёные смогут изучать слои пород и следы древней вулканической активности.
Совместный анализ этих данных должен помочь установить, продолжается ли провал в лавовую трубку, и оценить размеры возможной полости. Даже если крупного подземного туннеля обнаружить не удастся, результаты позволят лучше понять происхождение провала и историю вулканизма в этом районе Луны.
Директор Планетологического института США Аманда Хендрикс отметила, что проект позволит перейти от дистанционных наблюдений к непосредственному изучению лунного провала:
«GIMLI представляет собой пример амбициозных планетологических исследований, ради которых и был создан наш институт. Тан [Тан Пуциг, заместитель директора и старший научный сотрудник Planetary Science Institute] и его команда взяли научный вопрос, который мы изучали с орбиты, и разработали способ исследовать его непосредственно на Луне. Мы рады возглавить эту работу и сотрудничать с NASA и Honeybee Robotics, чтобы больше узнать о Луне и её вулканическом прошлом».
Почему лавовые трубки интересуют NASA
Поверхность Луны подвергается воздействию солнечного и космического излучения, микрометеороидов и значительных температурных колебаний. Подземная полость с достаточно толстым слоем породы над ней могла бы частично защищать от этих факторов и обеспечить более стабильные условия по сравнению с открытой поверхностью.
Поэтому лавовые трубки рассматриваются как один из возможных вариантов размещения будущих лунных убежищ и элементов инфраструктуры. Использование естественной полости потенциально позволило бы уменьшить объём защитных конструкций, которые пришлось бы доставлять с Земли или изготавливать на Луне.
Однако пока рано говорить о строительстве базы в Холмах Мариуса. Сначала необходимо подтвердить наличие подземной полости, определить её размеры и оценить устойчивость окружающих пород. Также потребуются отдельные исследования условий доступа, радиационной защиты и пригодности такого пространства для длительного пребывания людей.
Проект GIMLI должен сделать следующий шаг от дистанционных наблюдений к непосредственному геофизическому исследованию лунного недра. Его результаты помогут не только оценить потенциальное значение провала для будущих экспедиций, но и лучше понять вулканическую историю Луны.
