В июне 2009 г. в космос отправился американский "Лунный орбитальный разведчик" (Lunar Reconnaissance Orbiter, LRO) с российским нейтронным детектором ЛЕНД. После старта он вышел на рабочую околоземную орбиту высотой 50 км, с которой будут вести поиск на Луне водяного льда*.

Отметим: данный спутник Земли - ближайший плацдарм человеческой экспансии, где, очевидно, возникнут первые внеземные базы. Изыскателям понадобятся как вода, так и ее компоненты - кислород (O) и водород (H). Первый - чтобы дышать лунным поселенцам, второй - для использования в качестве ракетного топлива, опять же в сочетании с воздухом. Словом, если вода на ночном светиле будет найдена, то это значительно облегчит его колонизацию.

В целом же миссия LRO призвана обеспечить решение трех практических задач освоения нашего ночного светила: исследовать оптимальные районы посадок на него перспективных автоматических и пилотируемых аппаратов; провести разведку не только водных ресурсов, но и потенциальных полезных ископаемых в его недрах; изучить местную радиационную обстановку с точки зрения воздействия на организм людей.

* См.: Ю. Марков. Россия и США: сотрудничество в космосе. - Наука в России, 2008, N 3 (прим. ред.).

Кроме того, поиск H₂O на естественном спутнике Земли важен и для лучшего понимания эволюции Солнечной системы. Наиболее вероятно, что вода там накапливалась в виде пластов при падении комет. И каждый из них может хранить в себе хронологию последних за миллиарды лет ударов. Ее изучение позволит приоткрыть тайны образования Вселенной.

Наконец, сегодня активно обсуждается и гипотеза, будто жизнь на Землю пришла из космоса, а ее переносчиком были все те же кометы. Их лунные отложения могут свидетельствовать как в пользу, так и против данной концепции.

Для решения перечисленных задач россияне предложили прибор ЛЕНД, его изготовление финансировал Роскосмос. Кроме Института космических исследований (ИКИ) РАН (головное учреждение), в его создании участвовали ученые Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна), Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (МГУ). Научный руководитель проекта - доктор физико-математических наук Игорь Митрофанов (ИКИ РАН). И на конкурсном отборе НАСА он победил: его включили в состав научно-измерительного комплекса космического аппарата LRO. Разумеется, американские специалисты примут участие в обработке и анализе данных его измерений.

ЛЕНД - по сути усовершенствованный вариант российского нейтронного детектора ХЕНД (прибора для обнаружения нейтронов высоких энергий), который с 2001 г. помогает американскому космическому аппарату "Одиссей" искать воду на поверхности красной планеты*. К настоящему времени он проработал на орбитах Марса во много раз дольше, чем любая иная отечественная исследовательская аппаратура, направленная к этой планете за все годы ее изучения.

В основе функционирования и ХЕНДа, и ЛЕНДа лежит принцип регистрации вторичных нейтронов, которые рождаются под воздействием космических лучей в приповерхностном слое грунта толщиной 1 - 2 м. При этом в некоторой массе они поглощаются и замедляются ядрами главных породообразующих веществ. Выходящий наружу поток этих электрических незаряженных элементарных частиц зависит от состава их слагающих и в первую очередь - от присутствия в них водорода и водородсодержащих соединений. Отслеживая измерения поглощения, детекторы нейтронов могут с орбиты определять изменения содержания Н в поверхностном слое. А поскольку этот элемент - один из двух основных компонентов воды, то можно оценить ее количество в грунте.

Использование методов нейтронной спектроскопии позволит судить не только о среднем содержании водорода и, соответственно, водяного льда (а именно в таком состоянии H₂O, скорее всего, находится на Луне и Марсе), но и оценивать толщину ледяного покрова.

Вода на Луне в виде льда, как неоднократно утверждал Митрофанов, "теоретически может сущест-

* См.: И. Митрофанов. Разгадывая марсианские тайны. - Наука в России, 2002, N 6 (прим. ред.).

вовать только в районе полюсов - на дне кратеров, куда не попадает солнечный свет и где могут быть так называемые холодные ловушки. Но чтобы засечь их, имеющих всего несколько десятков километров, ЛЕНД должен работать в связке с приборами, которые с высочайшей точностью "привяжут" регистрируемый поток нейтронов к кратерам Луны".

К таким приборам сегодня относят: лазерный измеритель высоты (Годдарский центр космических полетов НАСА), позволяющий построить глобальную карту лунного рельефа; камеру для исследования особенностей поверхности полярных областей нашего ночного светила (Северо-Западный университет, США); радиометр для построения глобальных карт температуры его поверхности (Университет штата Калифорния); специальный ультрафиолетовый телескоп для поиска отложений в затемненных областях Луны (Юго-Западный исследовательский институт США) и дозиметр для определения радиационной дозы от галактических космических лучей (Университет Бостона, США).

Дополнительную информацию о наличии воды на Луне может дать "бомбардировка" ее поверхности, предложенная специалистами Исследовательского центра им. Эймса (Калифорния). Суть данного проекта, названного "Голубой лед", состоит в том, чтобы использовать резервные мощности ракеты "Атлас-5" (кстати, на ее первой ступени установлен российский двигатель РД-180) одного небольшого исследовательского зонда, нашпигованного оптической, спектральной и другой аппаратурой (LCROSS - спутник для наблюдений и замеров в лунном кратере).

В целом же события будут развиваться следующим образом: разгонный блок "Атласа-5" - его последняя ступень "Центавр" массой свыше 2т - врежется в лунную поверхность. При этом облако ее обломков, пород и пыли должно подняться на высоту свыше 9 км. Спустя примерно 10 мин через него пролетит LCROSS и выполнит необходимый анализ.

Схожую операцию провели в сентябре 2006 г. специалисты Европейского космического агентства, использовав для этого искусственный спутник Луны Smart-1. Принципиальное отличие проекта "Голубой лед" в том, что с помощью российского нейтронного детектора ЛЕНД будет выполнена предварительная разведка ночного светила и определен наиболее вероятный район наличия в нем воды. Именно туда и устремится разгонный блок "Центавр".

Зайцев Ю. Для поиска воды на Луне американцы выбрали российский прибор. - РИА "Новости", 08.06.2009

Материал подготовил Ярослав РЕНЬКАС

Публикатор:

Постоянная ссылка для научных работ (для цитирования):

Комментарии: