Геологи розробили спосіб знаходження льоду на Місяці

Міжнародна група геологів з Університету Меріленду, Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі та Гавайського університету розробила метод виявлення підповерхневих запасів водяного льоду на Місяці за допомогою сейсмічних хвиль. Ті самі коливання, що їх використовують для вивчення землетрусів на Землі, здатні вказати на приховані льодові поклади значно глибше, ніж може дістатися орбітальна техніка.

Дослідження з’явилося в критично важливий момент: NASA планує відправити астронавтів до південного полюса Місяця вже 2028 року в рамках програми «Артеміда». Саме в постійно затінених кратерах цього регіону, де температура не піднімалася мільярди років, імовірно зосереджені найбільші поклади водяного льоду. Розтоплений і очищений лід може слугувати джерелом питної води, а шляхом електролізу з нього отримують кисень для дихання та водень для ракетного палива. Власні ресурси на місці суттєво зменшать залежність майбутніх місій від постачання з Землі.

За словами співавтора дослідження, доцента Університету Меріленду Ніколаса Шмерра, для майбутніх дослідників Місяця принципово важливо знати, які місцеві ресурси можна використати безпосередньо на поверхні. Оскільки екіпажі будуть обмежені тим, що зможуть привезти з собою, будь-який доступний матеріал стане запорукою тривалого перебування людей і створення постійних баз.

Вчені виходили з того, що ґрунт із вмістом льоду та сухий реголіт по-різному реагують на проходження сейсмічних хвиль. Лід робить породу жорсткішою, через що коливання поширюються у два-три рази швидше, ніж у сухому ґрунті. Насичені льодом ділянки також відбивають частину сейсмічної енергії, створюючи характерне відлуння. Сейсмометр, встановлений на Місяці, зможе зафіксувати ці відмінності й не лише підтвердити наявність льоду, а й приблизно оцінити його кількість.

Для перевірки гіпотези дослідники застосували кілька незалежних підходів. Керівник дослідження Гаррісон Лізабет заморозив вулканічну породу з Аризони, яка після подрібнення за своїми властивостями близька до місячного реголіту, а рентгенівським випромінюванням простежив, як лід заповнює найдрібніші проміжки між частинками. Співавтор Меттью Зіглер з Гавайського університету побудував детальні температурні моделі південного полюса Місяця й визначив кратери, де температура залишалася достатньо низькою для збереження льоду мільярди років. Ніколас Шмерр, своєю чергою, провів комп’ютерне моделювання невеликих місяцетрусів і їхнього поширення крізь підповерхневі льодові поклади. В усіх моделях лід залишав чіткі й вимірювані сліди у сейсмічних даних.

Окрім практичної цінності для майбутніх експедицій, дослідження має вагоме наукове значення. Постійно затінені кратери є природними «морозильниками», де вода та інші леткі речовини могли зберігатися майже незмінними мільярди років. Оскільки вік більшості місячних порід сягає близько 4 мільярдів років, вивчення цього льоду здатне пролити світло на ранню історію Сонячної системи й допомогти зрозуміти, яким шляхом вода поширювалася між планетами та як сформувалися земні океани.

Перевірити висновки дослідників вдасться вже невдовзі. Китайська місія «Чан’е‑7», запланована на кінець 2026 року, доставить сейсмометр у район кратера Шеклтон, де підозрюється наявність численних льодових покладів. У 2028 році астронавти «Артеміди» можуть встановити там станцію Lunar Envi­ron­men­tal Mon­i­tor­ing Sta­tion для проведення сейсмічних досліджень. За словами вчених, їхня робота створює основу для цих спостережень: тепер дослідники точно знають, які сигнали слід шукати, що є першим важливим кроком до точного картування запасів води на Місяці.