Місячні кратери можуть містити набагато менше льоду, ніж ми сподівалися

Можливо, нам доведеться переглянути наші плани щодо використання запасів води на Місяці.

Згідно з новим аналізом місячних кратерів, ці поглиблення і поглиблення, що характеризують поверхню Місяця, є занадто молодими для довготривалого утримання давніх резервуарів водяного льоду.

За словами фізика Норберта Шергофера з Інституту планетарних наук у США та астрофізика Ралуки Руфу з Південно-Західного науково-дослідного інституту США, більшість кратерів, які містять постійні кишені тіні – основний об’єкт майбутніх досліджень Місяця – молодші за 2,2 мільярда років.

“Ці знахідки змінюють прогноз щодо того, де ми могли б очікувати знайти водяний лід на Місяці, і це кардинально змінює оцінки кількості водяного льоду на Місяці”, – пояснює Шергофер. “Стародавні резервуари водяного льоду більше не очікуються”.

Тепер ми знаємо, що на Місяці є вода. Це не викликає сумнівів. Що ми хочемо знати, так це скільки там води і де вона ховається. І в останні роки вчені все частіше звертають увагу на постійно затінені регіони, або PSR, такі як глибокі кратери.

В інших регіонах сонячне світло може зігрівати і змушувати воду випаровуватися, але в холодних пастках PSR, де температура ледь перевищує -163 градуси Цельсія (-260 градусів за Фаренгейтом), лід може залишатися і накопичуватися, можливо, протягом мільярдів років. Розрахунки показали, що ці кратери можуть містити ділянки водяного льоду товщиною до кількох метрів.

Однак ці верхні оцінки вимагають накопичення льоду протягом мільярдів років. І, схоже, що PSR не були захищені від Сонця достатньо довго для такого накопичення.

Це відкриття послідувало за опублікованою рік тому статтею, в якій група дослідників намагалася усунути розбіжність між швидкістю, з якою Місяць віддаляється від Землі (3,8 сантиметра, або 1,5 дюйма, на рік), і віком Місяця (4,5 мільярда років). Простіше кажучи, ці дві цифри несумісні.

Карта постійно затінених кратерів південного полюса Місяця і переоцінений час, протягом якого вони були затінені від Сонця. (Норберт Шоргофер/PSI)

Ця команда виявила, що резонанс між Землею і Місяцем спричинив би коливання швидкості місячного спаду. Ця модель також враховує зміни в орієнтації місячної осі.

“Коли я почув про їхній результат, я одразу зрозумів, що він має глибокі наслідки для пошуку водяного льоду на Місяці, – розповідає Шергофер. “Я кинув усі свої справи і почав працювати над конкретизацією з допомогою мого співавтора Ралуки Руфу”.

На початку історії Сонячної системи, приблизно 3,8 мільярда років тому, вчені вважають, що внутрішня частина Сонячної системи бомбардувалася кометами та астероїдами. Меркурій, Венера, Земля і Марс постраждали від цього пізнього потужного бомбардування. І, звісно, Місяць теж.

Це, а також вулканізм на Місяці, який все ще був гарячим і в’язким після формування, вивільнив би воду з його надр. Якби PSR блукали тоді поблизу, вони могли б захопити цілу купу води.

Однак, згідно з найновішими моделями переорієнтації осі обертання Місяця та еволюції відстані Земля-Місяць, PSRs є набагато пізнішими. Це означає, що будь-який лід у них також має бути новішим, кажуть дослідники.

“Ми змогли кількісно оцінити, наскільки молодими насправді є місячні PSR, – каже Шергофер. “Середній вік PSRs становить щонайбільше 1,8 мільярда років. На Місяці немає давніх резервуарів водяного льоду”.

Це має досить важливі наслідки для місячних місій. Екіпаж місії НАСА “Артеміда III” обирає місця посадки, частково спираючись на близькість PSR. Але, в певному сенсі, ця знахідка може бути гарною новиною. Ми вже знаходили докази наявності водяного льоду в ПСР.

Тепер вчені знають, що старіші PSR потенційно можуть містити більше води, ніж молоді.

З’ясування того, які кратери старіші, допоможе звузити вибір місць посадки для майбутніх пілотованих і непілотованих місій, кажуть дослідники.

Їхні висновки були опубліковані в Science Advances .