Внимание ученых к ночному светилу по-прежнему не ослабевает. Свидетельство тому - полет к нему американского спутника ЛРО (лунный разведывательный орбитер), на борту которого был установлен отечественный космический прибор ЛЕНД (лунный исследовательский нейтронный детектор).

Сотрудничество ученых нашей страны и Америки* призвано обеспечить решение ряда практических задач дальнейшего освоения Луны: исследовать оптимальные районы посадок на нее перспективных автоматических и пилотируемых аппаратов; провести разведку потенциальных полезных ископаемых в ее недрах; изучить местную радиационную обстановку с точки зрения воздействия на организм людей. Но, пожалуй, самая главная проблема - необходимо выяснить, действительно ли вокруг полярных кратеров естественного спутника Земли находятся ледовые отложения, как предсказывали некоторые специалисты, в том числе и российские. Ведь ответ на этот вопрос наверняка повлияет на дальнейшую программу освоения не только Луны, но и всей Солнечной системы.

Зачем на нашей ближайшей соседке ищут воду, догадаться нетрудно. Ведь она в будущем станет плацдармом человеческой деятельности во Вселенной. Именно на ней предполагают строить первые внеземные базы. Исследователям, разумеется, понадобятся как вода, так и ее компоненты: кислород (O) - для жизнедеятельности космонавтов и астронавтов, а также водород (H) - для получения ракетного топлива. Иными словами, если вода на ночном светиле будет обнаружена, то это значительно облегчит его колонизацию!

Кроме того, тут есть много перспективных ресурсов, содержащих редкие элементы и минералы. Понятно, что сначала их первичную руду надо будет подвергнуть большому циклу обработки, и масса продукта, полученного в итоге, станет на порядки меньше исходного сырья. Вместе с тем никто оттуда не будет возить пустую породу. И добывать на поверхности спутника какие-то вещества с большим расходованием энергии может стать выгодным как минимум, чтобы не загрязнять Землю, не портить ее экологию.

К тому же со временем Луну предполагается использовать как некую перевалочную базу или в качестве промежуточного космодрома, откуда можно будет стартовать на Марс и другие планеты Солнечной системы.

Конечно, не все специалисты согласны с таким использованием земного спутника - слишком много проблем возникнет из-за загрязнения нашей стратосферы и верхних слоев атмосферы продуктами выбросов мощных ракет, курсирующих к Луне и обратно. Но если хотя бы часть планов по заселению ночного светила будет выполнена, то одним из ключевых элементов для их реализации станет вода.

Для ее поиска при полете американского спутника ЛРО важная роль отводится российскому прибору ЛЕНД, изготовление которого финансировал Роскосмос. Кроме Института космических исследований (ИКИ) РАН, в его создании принимали участие сотрудники Объединенного института ядерных исследований (город Дубна Московской области) и Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга МГУ. Научный руководитель проекта в целом - доктор физико-математических наук Игорь Митрофанов (ИКИ РАН) включен, кстати, и в состав международного коллектива ученых, обеспечивающих работу научно-измерительного комплекса космического аппарата ЛРО.

Прибор ЛЕНД представляет собой усовершенствованный вариант российского нейтронного детектора ХЕНД**, который с 2001 г. помогает американскому космическому аппарату "Одиссей" искать воду на поверхности Марса***. К настоящему времени он проработал на орбитах Красной планеты во много раз дольше, чем любая иная отечественная исследовательская аппаратура, направленная туда за все годы ее изучения.

В основе ЛЕНДа лежит принцип регистрации вторичных нейтронов, которые рождаются под воздействием космических лучей в приповерхностном слое грунта толщиной 1 - 2 м. При этом частично они поглощаются и замедляются ядрами главных породообразующих веществ. Выходящий наружу поток этих электрических незаряженных элементарных частиц зависит

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

** См.: Нейтронная спектроскопия Луны. - Наука в России, 2009, N 5 (прим. ред.).

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

от их состава и в первую очередь от присутствия в них водорода и водородсодержащих соединений. Отслеживая измерения поглощения, детекторы нейтронов могут с орбиты определять изменения содержания H в поверхностном слое. А поскольку этот элемент - один из двухосновных компонентов воды, то можно оценить ее количество в грунте.

ЛЕНД, установленный на ЛРО, начал действовать с 19 июля 2009 г. Его включили через сутки после того, как американский аппарат отправился к Луне. При этом провели исследования ночного светила, воспользовавшись уникальными свойствами орбиты ЛРО: в течение двух месяцев его точка перицентра (максимального сближения с поверхностью Луны) находилась над ее южным полюсом на высоте около 30 км. В результате были обнаружены локальные районы со слабым излучением нейтронов, что с большой вероятностью указывает на высокое содержание в них водорода. При этом установлено, что данные районы не совпадают с ранее известными затененными областями на дне лунных полярных кратеров. Это оказалось неожиданным, ибо до настоящего времени считали: указанные места с высоким содержанием водорода должны совпадать с вечно затененными областями в окрестностях ее полюсов. Таким образом, уже первые сведения, поступившие от ЛЕНДа, опровергли общепринятую гипотезу о местоположении районов с высоким содержанием водорода на Луне.

По данным российского прибора первое место по оценке наличия водорода в грунте занимает окрестность южного полярного кратера Кабеус. Поэтому последний был отобран научной группой проекта LCROSS и руководством НАСА как место преднамеренного столкновения космических аппаратов с поверхностью Луны. И вопросы о том, почему в верхнем слое грунта кратера Кабеус и других сходных районах столь высоко содержание водорода и в какой форме он присутствует (например, имплантированные протоны солнечного ветра, водяной лед, гидратированные лунные минералы), пока остаются открытыми.

Многое, думается, прояснит и бомбардировка Луны, проведенная 9 октября 2009 г., когда американский зонд LCROSS врезался в крупный кратер Кабеус. Анализ образовавшихся выбросов грунта, возможно, позволит определить, имеется ли здесь водяной лед. Кроме того, будет выработана новая гипотеза, которая объяснит происхождение локальных районов с высоким содержанием водорода, обнаруженных прибором ЛЕНД.

Сообщение пресс-службы ИКИ РАН

Материал подготовил Ярослав РЕНЬКАС

Publisher:

Permanent link for scientific papers (for citations):

Comments: