В 2009 году NASA предприняло смелый шаг в исследовании Луны, намеренно разбив космический аппарат о ее поверхность. Эта миссия, известная как LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite), была разработана с целью поиска замерзшей воды и других летучих веществ в лунном грунте. Спустя полтора десятилетия ученые сделали удивительное открытие, обнаружив место падения этого аппарата, что открывает новые перспективы в лунных исследованиях.
Миссия LCROSS: Цели и результаты
Основной задачей миссии LCROSS было изучение состава лунного реголита путем его выброса в результате удара. Интересно, что для наблюдения за результатами удара NASA использовало специальный спутник-наблюдатель, который пролетел через облако выброшенного материала, анализируя его состав в режиме реального времени. Этот инновационный подход позволил получить уникальные данные о составе лунной поверхности.
Результаты анализа превзошли ожидания ученых:
- Обнаружено значительное количество воды (5,6% по массе)
- Выявлены следы углекислого газа, диоксида серы, метана и аммиака
Трудности наблюдения и новое открытие
Однако, несмотря на успех миссии, точное место падения LCROSS долгое время оставалось неизвестным. Причина заключалась в том, что удар произошел в постоянно затененной области Луны, что сделало невозможным прямое наблюдение образовавшегося кратера.
Любопытно, что температура в постоянно затененных областях Луны может достигать -238°C, что делает их идеальными "ловушками" для летучих веществ, включая воду. Эта особенность лунного ландшафта сыграла ключевую роль в сохранении следов удара LCROSS.
Новое исследование: методы и открытия
Недавнее исследование, опубликованное в журнале *Geophysical Research Letters*, наконец-то пролило свет на местонахождение кратера LCROSS. Для этого ученые использовали комбинацию передовых технологий:
1. Миниатюрный радиочастотный прибор на Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO)
2. ShadowCam на Korea Pathfinder Lunar Orbiter
Удивительно, но ShadowCam, запущенная в 2022 году, обладает чувствительностью в 200 раз выше, чем у предыдущих лунных камер, что позволяет ей "видеть" в условиях крайне низкой освещенности. Эта технология оказалась ключевой в обнаружении кратера LCROSS.
Характеристики кратера и новые открытия
Исследование показало, что:
- Диаметр кратера LCROSS составляет около 22 метров
- Это немного меньше первоначальных оценок команды LCROSS
Интересно отметить, что энергия удара LCROSS была эквивалентна взрыву примерно 2 тонн TNT, что сравнимо с мощностью небольшой тактической ядерной бомбы. Однако, в отличие от земных взрывов, на Луне отсутствие атмосферы привело к образованию четко очерченного кратера без обычных побочных эффектов взрыва.
Возраст лунных летучих веществ
Одним из ключевых вопросов, на который удалось ответить благодаря этому открытию, стал возраст летучих веществ в месте удара. Исследователи использовали сложные модели, учитывающие:
- Историю наклона оси Луны
- Влияние ударов на лунную кору
Результаты анализа показали:
- Реголит, выброшенный из кратера, был потревожен 100-500 миллионов лет назад
- Место удара LCROSS попало в постоянную тень около 900 миллионов лет назад
Любопытно, что эти данные указывают на относительно молодой возраст летучих веществ на Луне. Это противоречит ранее популярной теории о том, что вода на Луне является остатком древних вулканических процессов.
Значение для будущих лунных миссий
Открытие кратера LCROSS и анализ данных о возрасте летучих веществ имеют огромное значение для планирования будущих лунных миссий:
1. Подтверждение наличия значительных запасов воды на Луне
2. Уточнение данных о распределении ресурсов в полярных регионах
3. Информация для планирования миссий по добыче лунных ресурсов
Интересно, что NASA планирует использовать лунную воду не только для поддержки жизнедеятельности астронавтов, но и для производства ракетного топлива. Это может сделать Луну важным перевалочным пунктом для дальнейших космических миссий.
Будущие миссии, такие как Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER), смогут использовать эти данные для более точного планирования своих исследований.
Заключение
Обнаружение кратера LCROSS спустя 15 лет после его образования является значительным достижением в лунных исследованиях. Оно не только подтверждает успех миссии 2009 года, но и предоставляет ценные данные для будущих исследований Луны. Понимание распределения и возраста водных ресурсов на Луне критически важно для планирования долгосрочного присутствия человека на нашем естественном спутнике и дальнейшего освоения космоса.
По материалам Натаниэль Шарпинг, Eos
