Луна является ближайшим к Земле крупным астрономическим телом, поэтому нет никаких сомнений, что освоение Солнечной системы начнется именно с нее. Для того, чтобы в будущем на естественном спутнике Земли можно было построить базы, необходимо как можно больше узнать, какими ресурсами обладает сама Луна. Именно подобные цели преследуют все последние лунные миссии космических аппаратов.
Больше всего человечество на Луне нуждается в воде, поэтому ее поиски ведутся довольно давно. Очевидно, что в силу особенностей климата (отсутствие атмосферы, холодная температура поверхности, небольшая сила тяжести) на Луне никто никогда не стукнет киркой по лунной поверхности так, чтобы из образовавшегося отверстия брызнул водяной фонтан. Поэтому все космические аппараты ищут водяной лед или же водород в верхних слоях лунного грунта.
Признаки существования воды в полярных областях Луны были обнаружены американским космическим аппаратом «Клементина». Затем станция Lunar Prospector, также запущенная США, обнаружила следы содержания водорода в лунном грунте, используя метод регистрации вторичных нейтронов, которые рождаются в приповерхностном слое грунта под действием космических лучей.
Этот метод является ключевым при поиске водорода и воды под поверхностью крупных космических тел, планет и спутников.
Так, в рамках миссии Mars Odyssey на Марс работает прибор HEND, разработанный в Институте космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) под руководством Игоря Митрофанова. С помощью прибора HEND еще в 2002 году на Марсе был обнаружен водяной лед. Подобный прибор, LEND, также разработанный в ИКИ РАН, в настоящее время находится на борту американского аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), который был запущен в июне и теперь вращается по орбите вокруг Луны. 15 сентября нынешнего года аппарат перешел на круговую орбиту с высотой 50 км. До этого же LRO вращался по эллиптической орбите, у которой ближайшая к Луне точка находилась на высоте 30 км прямо над южным полюсом. Самая удаленная точка орбиты находилась, соответственно, над северным полюсом на высоте 200 км.
Благодаря низкой высоте пролета над южным полюсом прибор LEND получил данные распределения нейтронного потока с этой части Луны с большим разрешением, чем это сделал десять лет тому назад аппарат Lunar Prospector.
Главный вывод, который сейчас удалось сделать с помощью российского прибора, состоит в опровержении теории, что вода на Луне находится в затененных областях, то есть на дне кратеров, куда ее занесли кометы.
Построенная с помощью данных с LEND карта распределения нейтронного потока, по которой можно сделать выводы о наличии водорода на небольших глубинах, не показала никаких заметных признаков повышенного содержания водорода в затененных областях или, как их еще называют, «холодных ловушках».
По данным с LEND, наибольшее содержание водорода было зафиксировано в области кратера Кабеус А, который находится в паре сотен километров от южного полюса Луны.<2>
Напомним, что вместе с LRO в июне нынешнего года NASA запустило к Луне и аппарат LCROSS название которого является сокращением от фразы Lunar Crater Observation and Sensing Satellite, что переводится как «спутник для изучения и зондирования лунных кратеров». Сейчас этот спутник уже отстыковался от своего попутчика и находится в полете вместе со ступенью ракеты Atlas V под названием Centaur. Через две недели, 9 октября, сначала Centaur, а затем и сам зонд будут направлены с большой скоростью на Луну. Этот процесс будет наблюдать LRO, который пролетит над местом первого удара о Луну спустя 45 секунд после него, а также ряд наземных телескопов. Цель этого эксперимента предельно проста: мощный удар выбьет огромный столб пыли (может быть, в том числе и водяной), и его наблюдения позволят лучше изучить свойства лунной поверхности и, возможно, обнаружить следы воды.
О первых результатах исследования Луны с помощью LRO и LEND было доложено на международном рабочем совещании ХЕНД 2009, которое проходит на нынешней неделе в ИКИ РАН.
Между тем на этой же неделе стало известно о том, что еще три (!) исследовательские группы независимо друг от друга нашли свидетельства нахождения воды на Луне.
Результаты исследований этих трех групп будут опубликованы в пятницу в отдельных статьях в журнале Science.
С помощью космического аппарата Deep Impact, который проводил исследования кометы Темпеля 1, а теперь в ожидании следующего объекта для изучения находится на орбите вокруг Солнца, ученым Мэрилендского университета удалось построить карту Луны в ближнем инфракрасном диапазоне. Эти данные обнаруживают следы поглощения молекул воды (H2O) и гидроксила (OH) поверхностным грунтом Луны в районе северного полюса. Спектрометр аппарата Cassini, основная миссия которого заключается в исследовании Сатурна и его системы, позволил обнаружить на Луне излучение, характерное для связанных молекул водорода и кислорода. Такой же результат получила группа ученых, обработав спектрографические данные с досрочно завершившего работу индийского космического аппарата «Чандраян-1».
Успехи ученых разных стран позволяют предположить, что момент, когда на Луне появятся базы и она в целом станет обитаемой, отнюдь не за горами.