Як знайти місячний лід? Допоможуть місячні землетруси

Як знайти місячний лід? Допоможуть місячні землетруси

Група геологів розробила новий метод для виявлення прихованого льоду на Місяці, який полягає в аналізі сейсмічних хвиль, що виникають під час місячних землетрусів, відомих як moonquake. Цей підхід дозволяє "побачити" запаси води, що знаходяться під поверхнею.

Поверхня Місяця є безплідною і ворожою, проте вчені вважають, що під її пилом можуть ховатися значні обсяги водяного льоду. Проблема полягає в тому, що ці запаси не видимі неозброєним оком на знімках, тому їх виявлення вимагає спеціальних картографічних технік. Саме тому дослідницька група запропонувала альтернативний підхід, який дозволяє "слухати" Місяць через сейсмічні коливання, викликані місячними землетрусами.

Звідки береться вода на Місяці

Походження місячної води залишається частково загадкою. Найбільш вірогідні гіпотези вказують на полярні області та інші регіони, куди лід міг потрапити внаслідок зіткнень з кометами або астероїдами, або ж бути виведений на поверхню через внутрішній вулканізм, сонячний вітер або метеоритні дощі, які здатні викликати хімічні реакції, що вивільняють молекули води.

Дослідження, проведені на зразках з епохи місій Apollo та місій Chang’e 5, SOFIA і Chandrayaan, свідчать про те, що більшість цієї води накопичувалась протягом мільйонів або навіть мільярдів років, а не внаслідок одного зіткнення. Деякі дослідження навіть припускають, що частина місячної води може походити з самого моменту формування Місяця, який виник внаслідок зіткнення між первісною Землею та тілом розміром з Марс.

Яка користь від місячного льоду?

Для майбутніх місій Artemis та людських баз на Місяці, водяний лід стане важливим ресурсом: він може забезпечити питну воду, кисень і навіть паливо для ракет, що суттєво зменшить потребу в постачанні ресурсів з Землі.

Ніколас Шмерр з Університету Меріленда та співавтор дослідження підкреслює, наскільки важливо виявити всі доступні ресурси на місці, особливо для довготривалих місій. Запаси, що зберігаються в кратерах, які завжди знаходяться в тіні, можуть також містити "фосильний" лід, що походить з ранніх етапів формування Сонячної системи, що може допомогти зрозуміти, як утворилася вода на самій Землі.

Сейсмічні хвилі як детектори

На Землі відомо, що сейсмічні хвилі змінюють швидкість в залежності від матеріалу, через який проходять, зокрема, в залежності від їхньої щільності та еластичності. Той же принцип діє і на Місяці: коли хвиля проходить через область, багату льодом, вона рухається вдвічі-тричі швидше, ніж через область з пилом або піском, і викликає характерний "відскок" внаслідок взаємодії з більш жорсткими матеріалами. За словами Шмерра, аналізуючи цей відскок, можна оцінити не лише наявність льоду, але й його кількість.

Три методи для підтвердження

Під керівництвом Гаррісона Лісабета з Лоуренс Берклі Національної лабораторії команда протестувала три підходи: рентгенівську томографію вулканічних порід Арізони, використаних як аналог місячного реголіту; термічні моделі полярних регіонів, де лід залишався б недоступним для сонячного світла; та комп'ютерні симуляції невеликих moonquake. Усі три методи продемонстрували чіткі сигнали наявності льоду. Останні спектроскопічні дані вказують на концентрацію від 100 до 400 мг води на грам місячного ґрунту. Наступним кроком буде виявлення фактично придатних для використання запасів: китайська місія Chang’e-7 доставить сейсмометр до кратера Шеклтона, тоді як місія Artemis 2028 року повинна встановити станцію для моніторингу навколишнього середовища на Місяці, здатну проводити аналогічні сейсмічні дослідження.