Исследователи давно подозревали, что на Луне есть большие запасы воды, спрятанные в виде льда в глубине кратеров. Благодаря новым данным, полученным с помощью спектрометра SOFIA, ученым НАСА удалось это подтвердить и даже примерно определить объемы этих запасов. Согласно результатам одного из исследований, площадь скоплений воды у полюсов Луны может быть равна площади небольшого государства. Рассказываем, как это открытие повлияет на предстоящие лунные миссии. 

Кстати, отправить людей на Луну НАСА планирует уже к концу 2024 года в рамках программы Artemis. Готовясь к ней, агентство заключило международное соглашение, устанавливающие принципы использования и изучения Луны. В частности документ определяет, как на ней будет происходить добыча полезных ископаемых. Подробнее об этом читайте здесь.

Почему открытие воды так важно?

Помимо того, что вода является маркером потенциальной жизни, она считается ценным ресурсом в глубоком космосе. Для астронавтов, которые будут высаживаться на Луну, вода необходима не только для поддержания жизни, но и для производства ракетного топлива. Ее можно расщепить на водород и кислород, получив все необходимые для него компоненты. Если космические исследователи смогут использовать ресурсы Луны, им не придется брать так много воды с собой. А это, в свою очередь, позволит освободить место для дополнительных научных приборов.

Что известно о воде на Луне?

Предыдущие исследования Луны давно предоставили доказательства существования воды. Например, в 2009 году американский прибор Moon Mineralogy Mapper (M3) на борту Chandrayaan-1 обнаружил молекулы воды в полярных областях. Чуть позже ученые проанализировала эти данные и выяснили, что она происходит из глубоких недр на поверхности Луны.

Многочисленные исследования показали признаки гидратации на поверхности Луны, особенно вокруг Южного полюса. Однако на их основе ученым так и не удалось с точностью определить, была ли эта именно вода (H₂O) или ее близкий химический родственник — гидроксил (ОН). 

Что изменилось?

На этот раз ученые подтвердили, что на Луне были зафиксированы молекулы H₂O. Кроме того, вода впервые была обнаружена на освещенной солнцем стороне — в кратере Клавиус в Южном полушарии Луны. До этого ее находили только в теневых областях.

Как на Луне могла образоваться вода?

Освещенная Солнцем поверхность Луны, удерживающая воду, представляет собой загадку, поскольку Луна не имеет плотной атмосферы. Вероятно, вода на спутнике Земли появилась вследствие столкновения метеоритов, комет и других объектов с поверхностью. Большая часть воды должна была испариться — скорее всего, так и было. Однако часть в виде пара могла осесть инеем на вечномерзлых породах и грунте. Ее и обнаружил телескоп НАСА. 

Сколько воды на Луне?

«Холодные ловушки» с водой разбросаны по площади 40 000 квадратных километров, что примерно равно площади Швейцарии. Однако это ничего не говорит о ее концентрации. Команда исследователей рассчитала, что в лунном грунте она составляет примерно 100–400 частей на миллион. То есть в кубическом метре лунной почвы содержится примерно 300–400 мл воды. Это немного, для сравнения, в песках Сахары воды в 100 раз больше. Однако даже такое количество может оказать большое влияние на будущие экспедиции. 

Что дальше?

Ученые собираются продолжить исследования. Телескоп SOFIA будет искать воду в других освещенных солнцем местах, чтобы узнать больше о том, как вода производится, хранится и перемещается по Луне. Тем временем исследовательский марсоход NASA Polar Exploration Rover (VIPER) выполнит миссию по созданию первых карт водных ресурсов Луны. 

Сообщение Ученые из НАСА обнаружили воду на Луне. Как это повлияет на будущие экспедиции? появились сначала на Наука и Технологии.

Благодаря многолетнему исследованию Луны мы знаем, что она представляет собой огромное хранилище природных богатств. Начнём с того, что на Луне можно найти редкоземельные металлы, такие как неодим и лантан, которые используются при изготовлении смартфонов, аккумуляторов и объективов камер. Более того, считается, что на поверхности Луны имеется относительно высокая концентрация редкого изотопа гелия под названием «гелий-3». Его можно использовать для питания будущих ядерных реакторов. Космические компании по всему миру уже разрабатывают технологии для добычи полезных ископаемых на Луне. Но какими будут последствия использования этих ресурсов?

Может начаться лунная «золотая лихорадка»

В декабре 1979 года Организацией Объединенных Наций было заключёно Соглашение о деятельности государств на Луне и других небесных телах, более известное под названием «договор о Луне». Спутник Земли, согласно этому документу, признаётся общим наследием человечества. Под «общим наследием» в данном случае имеется в виду справедливое распределение ресурсов. То есть деньги, полученные от продажи лунных природных ресурсов, должны равномерно распределяться по всей Земле, а не присваиваться одной страной или компанией. Однако немногие страны готовы отдать свою прибыль на общее благо: хотя договор вступил в силу в 1984 году, ни одна крупная космическая держава, включая США, Россию, Китай и Японию, его до сих пор не подписала. 

При отсутствии общепризнанного регулирования деятельности на Луне люди могут начать действовать по принципу «победитель получает всё». Это приведет к своего рода лунной «золотой лихорадке». За природные ресурсы Луны будут бороться те страны и компании, которые смогут позволить себе совершить поездку до спутника Земли.

Мы могли бы быстрее добраться до Марса

Всё, что нужно для производства ракетного топлива, это вода. Процесс, называемый «электролиз», расщепляет воду на водород и кислород, которые вместе можно использовать в качестве топлива. Если люди соберутся организовать космическую миссию на Марс, им понадобится много топлива.

В 2017 году учёные предложили проекты лунного старта и станции снабжения для дальних космических полетов. Идея заключается в том, чтобы добывать лёд на Луне и отправлять его на орбитальную лунную «заправочную станцию». Станция затем преобразовала бы его в водородно-кислородное ракетное топливо и передавала на космические корабли большой дальности.

Мы можем потерять ценный научный ресурс

Луна — это научная капсула времени, прослеживающая 4,5 миллиарда лет астрономической истории. Сам процесс создания лунной базы для добычи полезных ископаемых, не говоря уже о самой добыче, повлечёт за собой уничтожение большого количества лунной почвы — реголита. Любая из разрушенных скал может содержать ценные геологические подсказки о том, как образовалась Луна и, соответственно, Земля.

Сообщение Что произойдёт, если люди начнут добывать полезные ископаемые на Луне? появились сначала на Наука и Технологии.

Платан в Центре космических полётов Годдарда в США — одно из многих так называемых «лунных деревьев», разбросанных по всей Америке. Они были выращены из примерно 500 семян, которые летали на Луну в рамках миссии «Аполлон-14» в 1971 году.

Зачем космонавты брали с собой семена на Луну?

Это был научный эксперимент. Доставка семян в космос предоставила ученым НАСА возможность исследовать важный вопрос: как влияние микрогравитации влияет на растения? Семена, хоть и не оказались на самой поверхности Луны, побывали на окололунной орбите, в личном багаже астронавта Стюарта Русы.

Что произошло с саженцами после экспедиции?

В течение следующих нескольких лет после космической миссии они были посажены на всей территории Соединенных Штатов. Большинство из них посадили в 1976 году в рамках празднования двухсотлетия США. Возможно, в тени этой исторической годовщины насаждения деревьев получили относительно небольшое внимание на национальном уровне. О «лунных деревьях» говорили очень мало.

Переломный момент

Затем, около 20 лет спустя, исследователю в Центре космических полётов Годдарда Дейву Уильямсу было поручено внести данные о космических экспедициях, в том числе об экспедиции 1971 года на Луну, на веб-сайт агентства. 

Через какое-то время учительница из Индианы просматривала этот сайт в поисках информации о странном дереве, которое она обнаружила вместе с учениками. В контактных данных она нашла электронный адрес Уильямса и решила отправить ему письмо. Учительница рассказала, что на растении был небольшой деревянный знак с надписью «лунное дерево». Она спросила Уильямса, может ли тот рассказать ей о других лунных деревьях.

Уильямс ничего о них не знал, но эта тема его заинтересовала. Он обратился в офис НАСА за помощью. Так удалось определить местонахождение примерно десяти других лунных деревьев.

Но впереди было еще много работы

Уильямс создал страницу на сайте архива НАСА с информацией о лунных деревьях с «Аполлона-14». На ней он призывал людей помочь ему в поисках. 

Страница лунного дерева Уильямса по-прежнему активна. В настоящее время насчитывается около 80 найденных деревьев. Некоторые записи, например сосна из Белого дома, отмечены звездочкой. Это говорит о том, что дерево умерло. 

Сообщение Деревья, побывавшие на Луне, теперь растут на Земле появились сначала на Наука и Технологии.

Spaceline – революционный способ добраться до Луны на космическом лифте, который будет соединять Землю и Луну. Он сделает путешествия к спутнику дешевле и доступнее. Возможно, появятся и приорбитные поселения.

Как будет построен лифт?

Ученые Колумбийского и Кэмбриджского университетов описали, как будет устроен лифт. Он будет держаться на орбите, которая расположена прямо над экватором. Тоннель будет одновременно крепиться и на поверхности Луны, и на Земле.

Как люди будут пользоваться тоннелем?

Они будут садиться в кабинку на Земле, и по узкому тоннелю отправятся на Луну. Ученые говорят, что тоннель станет обычным элементом инфраструктуры, как железная дорога.

Что необходимо для построения Spaceline?

Лучше всего было бы, если бы он был построен из углеродных нанотрубок, это самый прочный материал. Но пока что сложно его произвести в необходимых количествах. Несколько ныне существующих материалов могут подойти для тоннеля. Они должны отвечать двум критериям: прочность и объем.

Чтобы тоннель не рухнул под гравитационным давлением, он должен быть очень узким, с утолщением в середине.

Для каких целей будет использоваться Spaceline?

Если когда-нибудь Spaceline действительно построят, то он будет использоваться для самых разных целей. Например, с его помощью можно будет с легкостью добраться до Луны, а также к нему будут привязаны приорбитные телескопы и исследовательские центры.

Сообщение Скоро до Луны можно будет добраться по тоннелю, как на метро появились сначала на Наука и Технологии.