Знайти воду під поверхнею Місяця значно складніше, ніж здається. Більшість покладів залишається непомітною на знімках з орбіти. Геологи запропонували шукати їх за слабкими поштовхами, які час від часу струшують надра супутника Землі. У мерзлому ґрунті такі коливання поширюються помітно швидше, ніж у сухому пилу.
Навіщо потрібен місячний лід
Замерзла вода в місячному ґрунті має цілком практичну цінність. Майбутнім лабораторіям і житловим модулям знадобиться стабільне джерело рідини, з якої отримують також кисень та компоненти ракетного палива. Возити ці запаси із Землі вийде набагато дорожче.
Групу дослідників очолив Гаррісон Лізабет з Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі, а до неї увійшли геологи з Мерілендського та Гавайського університетів. Стаття вийшла в рецензованому журналі Science Advances, про що повідомляє Universe Today.
Походження цієї води досі остаточно не з’ясоване. Частину могли принести комети та астероїди, решту вивільнили хімічні реакції під дією сонячного вітру. Ймовірніше, що запаси накопичувалися мільйони і навіть мільярди років, а не з’явилися після одного удару.
Швидкість хвиль у мерзлому ґрунті
Під час місяцетрусу крізь надра проходять механічні коливання, швидкість яких залежить від щільності та пружності порід. На Землі за цією властивістю визначають будову підповерхневих шарів. Той самий підхід застосовний і до нашого супутника.
У ділянці, насиченій льодом, хвилі рухаються у два або три рази швидше, ніж у сухому реголіті. Замерзла вода між зернами пилу робить середовище жорсткішим, тому частина енергії повертається назад. За словами Ніколаса Шмерра з Мерілендського університету, саме за такими відбиттями вдається оцінити ще й приблизний обсяг покладу.
Крижані відклади в затінених кратерах цінні ще й самі собою. Там може зберігатися речовина, принесена кометами на ранньому етапі історії Сонячної системи. Ніколас Шмерр вважає, що вивчення такого льоду прояснить, як вода поширювалася системою і звідки взялися земні океани.
Три способи виявити лід
Метод відпрацьовували трьома незалежними підходами, кожен з яких моделював окремий бік задачі. До уваги взяли властивості самого ґрунту, теплові умови полярних районів і проходження коливань крізь товщу. Усі три способи дали чіткі ознаки замерзлої води в даних.
Найнаочнішим виявився лабораторний етап. Вулканічну породу з Аризони подрібнили до стану, майже тотожного місячному пилу, зволожили і заморозили, а потім просвітили рентгенівськими променями. Знімки показали, що лід заповнює порожнечі між зернами і скріплює їх подібно до цементу.
Найближча нагода для перевірки
Випробувати ідею на самому Місяці можна вже незабаром. Китайський апарат «Чан’е-7» із сейсмометром на борту готують до старту, а вікно запуску відкривається наприкінці серпня 2026 року. Посадку планують на освітлений гребінь кратера Шеклтон біля південного полюса, поряд з ділянками, де підозрюють наявність замерзлої води.
Наступний крок за американською програмою. У межах місії Artemis 2028 року на поверхню має потрапити станція екологічного моніторингу з приладами для реєстрації коливань. Тоді й стане зрозуміло, чи проявляться передбачені ознаки льоду в реальних умовах.
