Застывшая лунная жидкость

Эскиз проекта лунной базы, разработанный Европейским космическим агентством (ESA).
Источник: ESA–AOES Medialab

На Луне нашли воду. Много воды – 600 млн. тонн льда, чуть меньше кубического километра. Иначе говоря, этой водой можно заполнить озеро десятиметровой глубины общей площадью в 60 кв. км. Или, говоря уже совсем иначе, языком колонизации Луны, этой воды достаточно для изготовления ракетного топлива, количества которого хватит на то, чтобы ежедневно запускать оттуда шаттлы в течение 2200 лет – именно в таких параметрах ученые оценили запасы лунной воды в докладе на 41-й конференции по науке Луны и планет, только что закончившейся в Техасе.

Это сенсация, которая неожиданностью не является, – такой вот парадокс для любителей теории информации, согласно которой размер информации определяется степенью ее неожиданности. Просто эту воду ждали, искали и никак не могли найти. А теперь – после ряда неудач – наконец нашли.

Воду нашли в рамках программы NASA с помощью индийского спутника «Чандраян-1» (Chandrayaan-1). Незадолго до этого лунную воду искали в рамках миссии LCROSS, в которой участвовали США, Европа, Индия, Китай и Япония.

Если читатель помнит, в рамках этой миссии в прошлом году в кратер Кабеус, что находится на Южном полюсе Луны, ударили ракетой в надежде определить по спектру выброса наличие воды. Тогда у NASA что-то не срослось, и в результате они получили в спектре очень мало воды. И даже не воды, как утверждает научный сотрудник отдела Луны и планет Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ) Михаил Синицын, а соединения ОН, гидрокарбоната, который может свидетельствовать о присутствии воды на Луне. А может и не свидетельствовать.

Это было даже немножко странно – кометы, очень часто состоящие именно из водяного льда, просто обязаны были принести на Луну воду. Другое дело, что под действием солнечных лучей и в условиях вакуума вода должна была быстро (ну там, за сотни тысяч лет) полностью испариться. Однако на лунных полюсах существуют кратеры, куда Солнце из-за наклона лунной оси никогда не попадает – там-то вода и должна была остаться.

И тут на помощь пришли индийцы. Их аппарат «Чандраян-1», оснащенный американским радаром Mini-Sar, нашел огромные залежи воды более чем в 40 кратерах на Северном полюсе Луны. Разработал этот радар известный американский геолог, планетолог, старший научный сотрудник Института Луны и планет (Хьюстон) Пол Спудис.

«Радар, который стоял на «Чандраяне-1», получал изображения поверхности Луны, – рассказывает Александр Базилевский, доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией сравнительной планетологии Института геохимии и аналитической химии имени В.И.Вернадского РАН. – В одном из режимов работы радара получаются изображения так называемого коэффициента круговой поляризации. Этот коэффициент высок, если на поверхности или в толще лунного грунта, реголита (его радар видит на 2–3 м в глубину), много камней или если луч радара встречает почти чистый лед воды».

По словам Александра Базилевского, на полученных изображениях северной полярной области Луны видны кратеры диаметром несколько километров, яркие внутри и с яркой зоной выбросов. Спудис считает, что эта яркость – от большого количества камней в кратерах и около них. Это кратеры нормальные. А есть кратеры аномальные: яркие внутри, но без яркой зоны выбросов. Значительная часть их находится в зоне вечной тени. Пол Спудис высказывает предположение, что это может быть лед воды на глубине до 2–3 м, причем почти чистый лед. Примесь льда в реголите, если его несколько процентов и даже больше, радар просто не почувствует.

Когда американские астронавты ступили на поверхность Луны, они еще не могли знать, что там есть вода. Фото NASA

«Это тоже такие кратеры, куда никогда не попадает солнечный свет, а значит, испарения воды там не происходит, – заявил корреспонденту «НГ» Синицын. – Радар, который находится на индийском зонде, способен фиксировать не только спектр вещества, из которого состоит грунт, но и поляризацию его атомов, что и позволило исследователям уверенно заявить о присутствии воды в лунных кратерах».

Ледяные поля в этих кратерах представляют собой что-то вроде озер диаметром от 2 до 15 км и глубиной как минимум в 2 м – именно на такую глубину может проникать взгляд радара Mini-Sar. От испарения ледяные плиты защищают не только крайне низкие температуры в минус 248 градусов Цельсия (это холоднее даже, чем на Плутоне), но и укрывающий их тонкий слой сухой лунной почвы, толщина которого не превышает нескольких сантиметров.

Происхождение лунной воды пока остается не до конца ясным – есть как минимум два возможных источника. Один из них – кометы, которые часто состоят из водяного льда и которые, как считают, в свое время снабдили океанами и нашу Землю. Другой источник – идущие от Солнца космические лучи. Под их воздействием атомы кислорода, уже имеющиеся в реголите, вступают в химическую реакцию с водородом, производя молекулы воды и более простые молекулы ОН. Эта вода должна покрывать тонкой, все время возникающей и все время испаряющейся пленкой все частицы, находящиеся на лунной поверхности. Там, куда солнечные лучи не добираются, то есть в некоторых кратерах и лунных пещерах, она должна, по идее, накапливаться.

Впрочем, судя по всему, пока еще абсолютной уверенности, что на Луне обнаружен именно лед воды, у ученых нет. «Интерпретация, что это лед, возможна, но она не единственно возможная, – подчеркивает профессор Базилевский. – То же самое будет, если кратер, например, постарел и утратил каменистую зону выбросов, а внутри кратера камни остались. Итак, может быть, Пол Спудис увидел лед воды. Может быть, нет. Но верить в то, что это лед, хочется, и под это дадут деньги на обработку данных и на новые эксперименты».

Любопытно, что о лунной воде было объявлено всего через несколько недель после того, как Барак Обама закрыл амбициозную американскую программу освоения Луны. Согласно этой программе американцы должны были «вернуться» на Луну к 2020 году, с тем чтобы основать там постоянно действующую колонию. Предполагалось, что колония эта будет служить одновременно и обсерваторией, и перевалочным пунктом для путешествий к другим планетам. Но даже если «в свете открывшихся обстоятельств» эта программа будет возрождена, ее придется немного подкорректировать – ведь станцию собирались строить на Южном полюсе Луны, а воду-то нашли пока только на Северном!