Ученые давно подозревали, что на Луне находятся огромные запасы воды, спрятанные в форме льда в глубине кратеров, которые находятся околополюсных областях и всегда скрыты в тени. Два новых исследования позволили нам узнать нечто новое о возможных объемах этих запасов. Согласно результатам одного из них, площадь скоплений воды, находящихся в темных областях у полюсов Луны, возможно, равна площади штатов Коннектикута и Массачусетса, вместе взятых. Другое исследование позволило обнаружить следы воды в других местах на поверхности Луны — внутри пород или между частицами лунного грунта. Это очень хорошие новости для агентства НАСА, которое планирует к 2024 году отправить астронавтов на поверхность Луны, чтобы в будущем создать постоянную базу на Луне и совершить полет к Марсу.
Вода на Луне может пригодиться не только для питья. Ее можно расщеплять на водород и кислород, получая таким образом компоненты для ракетного топлива — и пригодный для дыхания воздух. Наличие запасов воды на поверхности Луны станет настоящим подарком для колонистов, потому что доставлять воду с Земли будет очень дорого. В ходе орбитальной экспедиции 2008-2009 годов были обнаружены следы воды в затененных лунных кратерах. Но сколько воды на Луне?
Чтобы это выяснить, Пол Хайн (Paul Hayne), планетолог Колорадского университета в Боулдере (США), вместе со своими коллегами рассчитал число и размеры перманентно темных областей около полюсов Луны, где температура не поднимается выше —163оС. Вся вода, которая там находится, скорее всего, появилась вследствие столкновения метеоритов, комет и других объектов с поверхностью Луны. Большая часть воды должна была испариться, однако часть ее в виде пара могла перемещаться в разреженной атмосфере Луны, пока не достигала какой-нибудь затененной области, где оседала инеем на вечномерзлых породах и грунте.
Проанализировав снимки лунной поверхности очень высокого разрешения, эта группа ученых пришла к выводу, что в околополярных областях Луны находится около 40 тысяч квадратных километров перманентно затененных участков, где может быть вода, — от кратеров шириной в несколько километров до неглубоких впадин в испещренной метеоритами поверхности Луны. Свои выводы ученые изложили в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy. Примерно 60% этих территорий находятся в южном полушарии Луны.
Второе исследование было проведено на основе данных о том, что вода может находиться и в других местах на поверхности Луны. В 2009 году ученые зафиксировали наличие спектральной сигнатуры воды, указывающее на присутствие воды в освещенных солнцем районах Луны. Однако поскольку эта сигнатура — особая длина волны теплового излучения — может поглощаться не только водой, но и другими веществами, это нельзя было считать неоспоримым доказательством.
Поэтому Кейси Хоннибол (Casey Honniball) из Центра космических полетов имени Годдарда вместе с коллегами попыталась найти другие следы, которые могли быть оставлены только водой. Они использовали инструменты инфракрасного телескопа SOFIA (Стратосферная обсерватория ИК-астрономии), созданного на основе самолета «Боинг-747» и способного подниматься на высоту в 14 тысяч метров, чтобы поискать инфракрасное излучение с длиной волны, характерной для молекул воды. В ходе исследования они выяснили, что каждый килограмм лунного грунта, залегающего вдоль двух узких участков на поверхности Луны, содержит от 100 до 400 миллиграммов воды — то есть около одной капли. Свои выводы команда ученых описала в журнале Nature Astronomy. Они отметили, что практически вся эта вода находится в затененных областях и сохраняется между частичками лунного грунта или внутри стекловидных пород, образовавшихся в результате столкновения микрометеоритов с лунной поверхностью.
Хайн отметил, что результаты исследования этой команды «очень впечатляющи». Он добавил, что, если вода находится на Луне в таком виде, то будет относительно легко расплавить эти стекловидные породы и добыть воду.
Возможность добывать воду на Луне станет хорошим подспорьем для будущих лунных миссий, как сказал Джейкоб Бличер (Jacob Bleacher), главный научный работник Управления пилотируемых полетов НАСА. Понимание того, где именно на Луне находится вода, не только поможет НАСА решить, куда отправлять астронавтов, но и уменьшит вес их полезного груза, позволив освободить место для дополнительного научного оборудования.
