Водный мир полярной Луны

В новом номере журнала Science, который вышел в пятницу, опубликованы сразу шесть статей, посвященных эксперименту NASA годичной давности. Тогда разгонный блок «Центавр» и аппарат LCROSS с большой скоростью врезались в лунную поверхность в районе южного полюса, выбив столб пыли высотой несколько километров. Это позволило собрать уникальные данные о лунном грунте, и в ноябре прошлого года NASA объявила: в ходе эксперимента было установлено, что на Луне есть значительные количества воды. В новом номере опубликованы результаты этого активного космического эксперимента, полученные приборами запущенных США летом 2009 года аппаратов LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter, «лунный разведывательный орбитальный аппарат») и LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite – «спутник для изучения и зондирования лунных кратеров»).

– Чтобы у читателей, не имеющих отношения к астрономии, не возникло ложных представлений о том, что на Луне плещутся озера и текут реки, поясните, пожалуйста, что же именно нашли ученые?

– Луна не имеет атмосферы, и ее поверхность окружает вакуум космического пространства, поэтому там никогда не плескались озера и никогда не текли реки.

Но на поверхности Луны может быть водяной лед, при условии что он не может испариться.

Во-первых, лед может присутствовать на дне полярных кратеров, куда никогда не попадают солнечные лучи. Там царят постоянная темнота и постоянный холод. Согласно данным измерений на LRO, температура поверхности в этих областях Луны может быть около минус 250 градусов Цельсия, там свободная ледяная поверхность может сохраняться миллиарды лет. Во-вторых, льдистый реголит (реголит – лунный грунт, ред.) может быть покрыт слоем сухого реголита толщиной несколько десятков сантиметров – в этом случае лед на лунных полюсах может сохраняться под поверхностью, которая освещается Солнцем.

Источником лунной воды, вероятно, являются кометы – огромные космические айсберги, которые испаряются при столкновении с Луной. Также на Луне может присутствовать «солнечная вода», которая образуется в химических реакциях на поверхности реголита из ядер водорода, принесенных на Луну потоком солнечного ветра.

– Расскажите, пожалуйста, подробнее о вашей статье в Science: какие данные были получены, сколько времени проходила работа над ними, какие основные выводы? Не могли бы пару слов сказать и об остальных пяти публикациях в Science?

– Наша статья посвящена орбитальному обзору с высоким пространственным разрешением нейтронного излучения из окрестностей южного полюса Луны для поиска районов с минимальным потоком – именно в таких районах вещество реголита должно содержать максимальное количество водорода (вероятно, в форме водяного льда).

По просьбе руководителей проекта LCROSS, мы предложили им один из таких районов в кратере Кабеус – и именно этот район был выбран мишенью для удара по Луне разгонным блоком «Центавр» и для прямых наблюдений признаков воды в выброшенном веществе.

Наши оценки содержания воды в этом районе – около 4% по массе – практически совпали с оценками, полученными учеными проекта LCROSS. Все статьи в этой подборке посвящены свойствам района в кратере Кабеус и исследованиям состава выброшенного при ударе вещества, в том числе оценке содержания в нем паров воды и других летучих соединений. Основной научный результат нашей статьи состоит в том, что признаки присутствия водяного льда под поверхностью обнаружены в районах, которые в течение лунного дня освещаются Солнцем. Прежде исследователи предполагали, что водяной лед следует искать только в постоянно затененных районах, куда никогда не попадают лучи Солнца.

– Как вы относитесь к работам некоторых ученых, которые считают, что на Луне нет воды? Пример – статья в Science Закари Шарпа из Университета Нью-Мехико (США) и его коллег («Газета.Ru» писала про эту работу).

– Вероятно, на Луне, так же как на Земле, вода может присутствовать в самых разных формах. Вода на Земле есть не только в реках и морях, не только в ледяном панцире полярных областей, не только на поверхности мокрых песчинок под сухим слоем песка в пустыне, но также в составе многих земных минералов. Наша статья рассматривает вопрос содержания водорода в форме гидроксила или воды в реголите лунных полярных областей, а статья Шарпа обсуждает вопрос о лунной воде на основе анализа образцов вещества Луны, доставленных с поверхности на средних широтах.

Я думаю, что «полярная Луна» существенно отличается от исследовавшейся ранее «Луны средних широт».

– Насколько значимой в целом оказалась миссия LRO и LCROSS? Можно ли ее назвать исторической?
– Я думаю, что каждая хорошо задуманная и успешно реализованная миссия в дальний космос является исторической, поскольку она позволяет исследовать новые горизонты. Ведь известно, что природа всегда преподносит сюрпризы исследователям новых горизонтов. Миссия LRO будет продолжаться еще несколько лет, но я думаю, что совместный эксперимент проектов LRO и LCROSS вполне можно считать историческим.

– В космических планах России стоит миссия «Луна-Глоб». Не могли бы вы рассказать о ней подробнее? Сможет ли она по своей значимости сравниться с LRO?

– В настоящее время наш Институт космических исследований РАН совместно с НПО им. С. А. Лавочкина занимается разработкой двух отечественных проектов – «Луна-Ресурс» и «Луна-Глоб». Первый проект будет осуществляться совместно с Индией, второй является полностью российским. В рамках этих двух проектов планируются исследования Луны на поверхности в окрестности северного и южного полюсов. Реализация проектов намечена на 2013 год – это совсем скоро. Мы предполагаем выполнить детальные исследования свойств полярного реголита, исследовать содержание в нем воды и летучих соединений, изучить лунную полярную экзосферу.

Эти проекты будут, по существу, продолжать исследования полярной Луны, которые в настоящее время проводятся с орбиты на борту LRO.

Мы постараемся в этих будущих проектах также добиться успеха в наших исследованиях.

– Последний вопрос: сложно ли вам и вашей исследовательской группе работать в России? Хватает ли финансирования? Насколько плотно сотрудничаете с коллегами из NASA и из других стран?

– Ваш последний вопрос по своему масштабу существенно превышает все, о чем мы говорили раньше. Это тема отдельного разговора. Пока отвечу предельно кратко: нам до сих пор удавалось успешно работать над нашими проектами по исследованиям Луны и Марса только потому, что мы можем успешно конкурировать за возможность проведения наших исследований на борту зарубежных космических аппаратов. И когда мы побеждаем в конкурсном отборе проектов в NASA или в ESA, то Федеральное космическое агентство России поддерживает и финансирует наши работы: ведь полученные нами научные результаты принадлежат нашей стране. Проблем много, но, наверное, основная проблема состоит в отсутствии заметного интереса общества к развитию отечественной космонавтики, космической науки в целом. Без такого интереса летать на Луну и на Марс на отечественных космических кораблях мы не сможем.