На Луне рынок недвижимости стремительно растет. Хотя это звучит немного иронично, действительно возрастает интерес к Луне как к постоянной базе для жизни человека. До декабря 2022 года количество стран и политических союзов, успешно отправивших зонды на орбиту или на поверхность Луны, достигло шести.
Россия, Япония, Европейский союз, США, Китай и Индия - все они отправляли космические аппараты к нашему ближайшему лунному соседу. Причины этого различаются, даже внутри одной страны. Для некоторых это вопрос научного прогресса, для других - Луна представляет собой богатые возможности для экономической выгоды. Но независимо от мотиваций, определение места для первых лунных баз становится все более важным.
Картографирование лунной поверхности и её особенностей сегодня важнее, чем когда-либо. К счастью для всех участников этого процесса, с 2009 года вокруг Луны на высоте всего 50 км от её поверхности курсирует Лунный Разведывательный Орбитальный Аппарат (LRO). Его миссия заключается в детальном картографировании поверхности Луны и в способствовании научным открытиям, которые помогают понять процессы, происходящие на ней. Что же обнаружил LRO? Как это связано со стремлением человечества к освоению миров за пределами нашей атмосферы? И как следующее поколение этой миссии может расширить границы наших исследований?
Для краткого обзора, LRO был запущен NASA в 2009 году с целью картографирования лунной поверхности с небывалой детализацией. Однако, достигнув этой цели уже через год, NASA изменила задачи LRO, направив его на исследование областей, представляющих особый научный интерес.
В следующих статьях мы еще рассмотрим самые высокие и низкие точки Луны, а также лунные русла и впечатляющие кратеры от ударов метеоритов. Однако наибольший интерес для будущих исследователей представляют совсем другие объекты. Одной из самых важных особенностей Луны является, казалось бы, обычное отверстие в земле — так называемый ямообразный кратер. По оценке учёных, основываясь на анализе тени, его глубина составляет поразительные 100 метров, а диаметр — от 100 до 115 метров в зависимости от места измерения у его отвесных стенок.
В отличие от ударных кратеров, которые образуются в результате падения космических обломков на поверхность Луны, считается, что ямообразные кратеры, подобные этому, образуются в результате обрушения пустот глубоко под землёй, по процессу, аналогичному образованию земных провалов. Это дает дополнительные подтверждения тому, что под поверхностью Луны могут существовать сети пещер и вентиляционных каналов, возможно, сформировавшихся в результате течения лавы в далёком прошлом.
Луна сегодня холодная, и поэтому лавовые трубы остаются пустыми, но это открывает уникальные возможности для астронавтов и ученых. Если они действительно существуют, лавовые трубы могут предоставить важные данные о геологических процессах, которые формировали Луну. Возможно, они покрыты интересными и редкими минералами. Кроме того, создание базы на Луне будет значительно упрощено, если стены и потолок уже сформированы природой.
Отсутствие магнитного поля и реальной атмосферы делает поверхность Луны полностью открытой для солнечного и космического излучения. Со временем это излучение может стать смертельным для потенциальных поселенцев. Единственным способом защиты от него является использование толстых материалов для экранирования. Однако сто метров скалы справятся с этой задачей не хуже. Если ямообразные кратеры действительно ведут к пещерным системам на глубине 100 метров, астронавты могут выбрать подобное место для поселения на лунной поверхности.
Однако для выживания на Луне потенциальным поселенцам понадобится не только защита от излучения, но и доступ к воде. В этом аспекте Лунный Разведывательный Орбитальный Аппарат (LRO) предоставил множество захватывающих сведений о процессах, происходящих на поверхности Луны.
Ранее считалось, что поверхность Луны сухая и безжизненная. Если бы вода и существовала, то только в маленьких участках постоянно затененных регионов (PSRs). Однако во время своего путешествия по лунной поверхности Лунный Разведывательный Орбитальный Аппарат (LRO) нашел нечто неожиданное. Следы молекул воды были обнаружены на верхнем слое реголита, серой породы, составляющей большую часть Луны. Оказалось, что Луна все-таки немного влажная.
Эта влажность даже наблюдалась как перемещающаяся в рамках своеобразного лунного водного цикла, в зависимости от региона и времени суток. Около полудня, когда поверхность Луны была наиболее нагрета, вода, казалось, исчезала, но затем возвращалась вечером. Ученые пока не понимают все аспекты этого процесса — откуда взялась эта вода? Почему она не испарилась в космос?
Наблюдения LRO означают, что потенциальные места для лунной базы теперь значительно расширены. Если эту следовую влажность удастся собрать, то строить базу рядом с постоянно затененным регионом не понадобится. Это удобно, поскольку PSRs оказались гораздо холоднее, чем предполагалось ранее. У Луны очень маленький угол наклона оси — чуть более одного градуса.
Это означает, что на полюсах Луны существуют кратеры, которые никогда не обращены прямо к Солнцу. Независимо от времени дня или года, Солнце никогда не освещает их таинственные впадины. Естественно, место, которое никогда не видит солнечного света, обязательно будет холодным. Однако ученые не были готовы к тому, насколько холодными оказались эти регионы. Для сравнения, на экваторе температура на Луне колеблется от 120°C днем до -130°C ночью.
На борту LRO находится инструмент "дивайнер", который использует семь тепловых инфракрасных каналов для измерения поверхностных температур. С его помощью LRO обнаружил полярный кратер с температурами до -250°C, что делает его самым холодным местом, когда-либо замеренным во всей Солнечной системе. Это холоднее средних температур Урана, Нептуна или даже Плутона. Края кратера, защищающие эти области от солнечного излучения, могли создать идеальное место для хранения ледяной воды, но там также могут быть обнаружены другие интересные и полезные соединения, такие как углекислый газ, окись углерода, аргон.
Эти соединения могут быть полезными для поселенцев, поэтому доступ к этим материалам может быть чрезвычайно ценным, несмотря на леденящий холод. Однако из-за темноты в этих кратерах трудно точно определить, какие кратеры содержат какие вещества. Было бы неприятно построить научную базу, только чтобы обнаружить, что соседний кратер пуст. К сожалению, бортовая камера LRO не способна проникнуть в эту темноту…
Существует новая камера, обращающаяся вокруг Луны, способная осуществлять необходимые измерения. До конца 2022 года шесть стран отправили зонды к Луне, но в декабре этот список расширился, когда южнокорейский зонд Danuri достиг лунной орбиты после 4,5-месячного путешествия. NASA активно сотрудничала с Южной Кореей в рамках проекта Danuri, предоставляя научную поддержку и помощь в области связи и навигации. В знак благодарности Южная Корея выделила NASA 7 кг места на своём аппарате KPLO, известном также как Danuri, что в переводе означает "лунное наслаждение".
NASA тщательно выбирала научный инструмент для размещения на космическом аппарате Danuri. В результате было решено использовать Shadowcam, который можно считать улучшенной версией узкоугольной камеры LRO. Главное отличие Shadowcam – в его повышенной чувствительности, которая в 200 раз выше, чем у предшественника. Это позволяет получать чёткие изображения, например, кратера Шеклтон на южном полюсе Луны. Благодаря Shadowcam и Danuri стало возможным детально изучить внутреннюю часть кратера Шеклтон, который, как оказалось, мало чем отличается от других лунных кратеров, имея неровную поверхность на своем дне.
К сожалению, здесь не обнаружено очевидных следов льда. Возможно, это связано с тем, что Шеклтон - меньший кратер, и температура внутри его не опускается настолько низко, чтобы лед мог надежно формироваться. Одной из интересных деталей является четко видимый след от камня, скатившегося по склону кратера, видимого в верхней части изображения.
Такие следы распространены на Луне, поскольку отсутствие ветра означает, что любое нарушение пыльного грунта никогда не будет заново покрыто. Этот след может быть чрезвычайно древним. Это единственное изображение, опубликованное Shadowcam на данный момент. Тем не менее, Danuri планирует находиться на орбите Луны как можно дольше. В течение этого времени он, надеемся, раскроет тени всех скрытых территорий Луны.
Итак, вот что мы имеем. Благодаря LRO, а теперь и Danuri, поверхность Луны картографируется со всё более и более чёткими деталями. Процессы, такие как лунный водный цикл, понимаются глубже, и готовится путь для будущих миссий по приземлению на Луну благодаря открытию соединений, важных для жизни человека. И это даже не упоминая о развитии научного понимания происхождения и истории Луны, которое происходит по мере изучения её геологической истории. Когда ученые однажды прибудут на Луну, чтобы изучить эту историю в первую очередь, благодаря этим данным они будут знать, куда идти. Мы, метафорически говоря, кирпич за кирпичом, закладываем основу для возможных будущих цивилизаций.
Подпишитесь на наш канал, чтобы не пропустить увлекательные статьи и последние новости о космических исследованиях и открытиях. Будьте в курсе самых захватывающих событий в мире астрономии и космонавтики. Вместе мы будем следить за тем, как раскрываются тайны Вселенной!