Многочисленные наблюдения, включая данные миссий NASA, давно указывали на то, что Луна может быть богата водой. Этот ценный ресурс, преимущественно в виде льда, скапливается в глубоких, постоянно затененных кратерах вблизи Южного полюса. Однако происхождение этого льда и причины его неравномерного распределения – почему он присутствует в одних кратерах и отсутствует в других – долгое время оставались одной из главных загадок лунной геологии.
Вода на Луне представляет собой настоящую «золотую жилу» для будущих лунных миссий. Ее значение выходит далеко за рамки обеспечения выживания и бытовых нужд астронавтов. Воду можно расщеплять на водород и кислород, которые являются ключевыми компонентами для производства ракетного топлива. Это открывает перспективы для создания постоянных лунных баз и использования Луны как перевалочного пункта для дальнейших космических исследований.
Недавнее исследование, проведенное командой ученых из Университета Колорадо в Боулдере под руководством планетолога Пола Хейна, не указывает на единственный источник лунной воды, но значительно сужает круг вероятных сценариев. В частности, оно исключает гипотезу одномоментного появления воды после падения крупной кометы. Вместо этого, данные указывают на гораздо более длительный и непрерывный процесс. «Похоже, что больше всего льда в самых древних кратерах Луны, – объясняет Хейн. – Это означает, что Луна накапливала воду более или менее непрерывно на протяжении 3–3,5 миллиардов лет».
Для своего исследования команда Хейна использовала данные о температуре лунной поверхности, полученные инструментом Diviner, работающим на борту аппарата NASA Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Кроме того, ученые провели серию компьютерных симуляций для оценки эволюции кратеров, учитывая, что ось вращения Луны со временем меняла свой наклон. Это означает, что многие кратеры, которые сегодня находятся в постоянной тени, когда-то могли освещаться Солнцем.
Специалисты составили список так называемых «холодных ловушек» – кратеров, которые оставались темными дольше всего на протяжении всей истории нашего естественного спутника. Затем этот список был сравнен с данными другого инструмента на LRO, который ранее обнаруживал признаки льда. Результаты оказались поразительными: в самых древних и самых темных кратерах действительно содержится наибольшее количество льда. Это наблюдение служит убедительным доказательством гипотезы медленного и непрерывного накопления воды на Луне.
Источников такого накопления может быть несколько. В далеком прошлом вулканические процессы могли поднимать воду из недр Луны к ее поверхности. Часть воды могла быть принесена на наш спутник небольшими астероидами и кометами. Наконец, значительную роль мог сыграть солнечный ветер – поток заряженных частиц от Солнца. «Солнечный ветер приносит молекулы водорода, и часть этого водорода может превращаться в воду на лунной поверхности», – объяснил Хейн.
Результаты этого исследования имеют огромное практическое значение, поскольку они могут подсказать будущим астронавтам, где именно искать воду. Например, расположенный у Южного полюса кратер Хауорт, согласно расчетам, находится в тени уже более 3 миллиардов лет и является главным кандидатом на хранение огромных запасов льда. Для окончательного ответа, по словам Хейна, потребуются более детальные наблюдения и, в конечном счете, анализ образцов, доставленных с Луны или проведенный на месте. Сам Пол Хейн уже разрабатывает новый инструмент для этой цели, который NASA планирует отправить к Южному полюсу Луны в конце 2027 года. Эти исследования приближают человечество к созданию постоянного присутствия на Луне и освоению ее ресурсов.
