Команда, в которую входит доктор Ралука Руфу из Юго-Западного исследовательского института, недавно подсчитала, что возраст большинства постоянно затененных областей Луны (PSR) составляет не более 3,4 миллиарда лет и может содержать относительно молодые отложения водяного льда. Водные ресурсы считаются ключевыми для устойчивого исследования Луны и за ее пределами, но эти результаты показывают, что текущие оценки количества холодных льдов слишком высоки. Новая статься была опубликована в журнале Science Advances.
Текущий наклон оси вращения Луны в сочетании с наклоном ее орбиты (уголом к плоскости орбиты Земли) и низким углом Солнца создает постоянные тени на ее полюсах. PSR являются одними из самых холодных мест в Солнечной системе, что позволяет им улавливать летучие химические вещества, в том числе водяной лед, который мгновенно превращается из твердого тела в газ под резким безвоздушным солнечным светом, который падает в большинстве других мест на Луне.
«Мы думаем, что система Земля-Луна образовалась в результате гигантского столкновения между ранней Землей и другой протопланетой», — сказал Руфу. «Луна образовалась из образовавшегося в результате удара диска обломков, который со временем мигрировал от Земли. Около 4,1 миллиарда лет назад на Луне произошла серьезная переориентация оси вращения, когда ее наклон достиг больших углов, прежде чем она снизилась до конфигурации, которую мы видим сегодня. По мере уменьшения осевого наклона PSR появлялись на полюсах и со временем росли».
Команда использовала AstroGeo22, новый инструмент моделирования эволюции Земли и Луны, для расчета осевого наклона Луны с течением времени. Вместе с измерениями высоты поверхности по данным лунного орбитального лазерного высотомера (LOLA) команда оценила эволюцию затененных областей с течением времени.
«Временная эволюция расстояния Луна-Земля оставалась нерешенной проблемой на протяжении полувека», — сказал Руфу. «Однако эти новые геологические модели истории системы Земля-Луна позволяют нам рассчитать осевой наклон Луны и степень PSR с течением времени».
В 2009 году НАСА разбило двухтонный корпус ракеты «Атлас Кентавр», входящий в состав спутника наблюдения и зондирования лунного кратера (LCROSS), недалеко от южного полюса Луны. Он ударил по дну кратера Кабеус, создав шлейф обломков, исследованных на наличие воды и других химических веществ в лунном реголите. За столкновением следили спутник-пастух, следовавший за «Кентавром» на четыре минуты, и несколько спутников на околоземной орбите, включая космический телескоп «Хаббл».
«Наша работа предполагает, что кратер Кабеус стал PSR менее миллиарда лет назад. Различные летучие вещества, обнаруженные в шлейфе, созданном LCROSS, указывают на то, что ледяные ловушки продолжались и в относительно недавнее время», — сказал Норберт Шёргхофер, ведущий автор этой статьи из Института планетарных наук. «Удары и выделение газа являются потенциальными источниками воды, но их пик достигался в начале лунной истории, когда современных PSR еще не существовало. Возраст PSR во многом определяет количество водяного льда, который может быть захвачен в полярных регионах Луны. Информация об обилии водяного льда в PSR особенно важна при планировании предстоящих пилотируемых и беспилотных миссий на Луну в поисках воды».
Этот ключевой ресурс может быть использован для создания воздушного и ракетного топлива, а также для поддержания человеческого жилья. НАСА и другие организации планируют отправить марсоходы и людей для определения характеристик водяного льда в PSR.
