Американские геофизики предложили новый способ поиска водяного льда, скрытого под поверхностью Луны. Такие запасы — источник воды и кислорода для будущих баз и топлива для ракет, возвращающихся на Землю.
В основе метода лежит простой факт: насыщенный льдом реголит заметно жёстче сухого. Скорость сейсмических волн в нём возрастает в два-три раза, а границы ледяных залежей частично отражают энергию колебаний.
По изменению времени прихода волн и характеру отражений можно не только зафиксировать лёд, но и примерно оценить его объём. Это недоступно орбитальным спектрометрам, которые видят лишь самый верхний слой грунта.
Источником волн способны стать естественные лунотрясения, удары метеоритов или работа буровых установок посадочных модулей и роверов. Отклик грунта регистрируют сейсмометры либо чувствительные акселерометры.
Для проверки модели учёные взяли измельчённую вулканическую породу из Аризоны, близкую по механике к лунному грунту. Образцы охлаждали и помещали в небольшую криогенную вакуумную камеру.
Установку подключили к рентгеновскому каналу синхротрона. Микротомография показала, как лёд заполняет микроскопические поры между частицами реголита и меняет его деформацию при низкой температуре и вакууме.
Затем лабораторные данные объединили с температурными картами южной полярной области и компьютерным моделированием лунотрясений. Температурная модель выделила кратеры, где лёд мог сохраняться миллиарды лет.
Сейсмические расчёты показали, как волны преломляются, ускоряются и отражаются от подземных ледяных слоёв. Система пока описывает структуру грунта на глубине примерно до 800 метров.
Залежи разного происхождения и строения по-разному проявляются на сейсмической картине — это позволяет судить не только об объёме, но и о характере льда.
Проверить методику планируют у южного полюса Луны. Постоянно затенённые кратеры там считаются самыми вероятными хранилищами льда, а состав летучих веществ может хранить следы доставки воды во внутреннюю часть Солнечной системы.
Первый современный сейсмический датчик на Луну доставит китайская миссия «Чанъэ-7» — до конца текущего года.
Позже сейсмометры будут устанавливать астронавты при высадке в 2028 году или позднее. От наличия ледяных запасов во многом зависит экономика полётов к Луне, Марсу и дальше по системе.
0 комментариев