В поисках воды будущим покорителям Луны помогут сейсмические волны
Человечество строит амбициозные планы по покорению Луны — а значит, все острее встает вопрос об обеспечении ресурсами тех, кто отправится ее осваивать. Предполагается, что вода там уже есть. Методике ее поиска посвящено новое исследование в журнале Science Advances.
«Крайне важно выявить на Луне любые материалы, которые астронавты могли бы использовать на месте. Запасы с Земли, очевидно, будут ограничены, поэтому все, что они найдут на Луне, поможет им, по сути, жить за счет местных ресурсов, особенно в случае длительных миссий или создания постоянных баз», — считает геофизик Николас Шмерр из Мэрилендского университета, один из авторов исследования.
Искать залежи лунного льда издали непросто — такие попытки делались, но к успеху не привели. Поэтому статья предлагает установить на поверхности сейсмографы и определять запасы воды по скорости сейсмических волн от лунотрясений — по расчетам, лед в реголите должен их ускорять в два-три раза.
«С помощью сейсмических волн мы можем не просто определить, есть ли лед, но и примерно оценить его количество», — подчеркивает Шмерр.
Идею проверяли разными способами. Геофизик Гарри Лизабет из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, который был ведущим автором этого исследования в пору своей работы в Мэриленде, заморозил очень похожую на лунный грунт измельченную вулканическую породу и с помощью рентгеновской микроскопии изучил, как лед распределяется в микроскопических промежутках между песчинками.
Планетолог Мэттью Сиглер из Гавайского университета построил детальные тепловые карты южной полярной области Луны, определив кратеры, которые оставались достаточно холодными, чтобы сохранять лед на протяжении миллиардов лет.
Наконец, Шмерр провел компьютерное моделирование и проследил, как небольшие лунотрясения распространяются в толще грунта и взаимодействуют с подповерхностным льдом. Во всех случаях лед оставлял на сейсмических записях четкие и измеримые следы.
Ждать проверки прогнозов в реальных условиях исследователям осталось недолго. Китайская миссия «Чанъэ-7», которая будет нести сейсмометр, должна прилуниться возле кратера Шеклтон в конце 2026 года, а в его окрестностях предположительно скрыто множество ледяных залежей. В 2028 году планируется установка лунной станции экологического мониторинга — прибора для сейсморазведки, к разработке которого Шмерр имел непосредственное отношение.
«Наши выводы закладывают основу для наблюдений, которые мы получим в ближайшие несколько лет. Физически лед на Луне еще никто не измерял, но теперь у мы точно знаем, на что следует обратить внимание. Это важный первый шаг», — заключил геофизик.
