Планетологи нашли место для лунной базы

До высадки на Луне земная наука считала её сухим и малопривлекательным местом для исследований и создания баз. Однако лунный грунт, доставленный на Землю в 1960-1970-х годах, кардинально изменил это представление. Оказалось, что происхождение нашего спутника значительно сложнее, чем предполагалось ранее.

Сегодня достоверно известно, что на поверхности Луны содержится около 100 миллиардов тонн водяного льда. Согласно мультиимпактной теории Николая Горькавого, водяного льда на Луне гораздо больше, и под толстым слоем вечной мерзлоты могут скрываться даже линзы жидкой воды.

Исследования этих богатств сталкиваются с серьёзными трудностями. Зоны вечной тени на полюсах Луны часто холоднее минус 200 градусов Цельсия, а современные скафандры не могут долго функционировать при температурах ниже минус 160-170 градусов. Создание базы в таких условиях также представляет собой сложную задачу, так как многие механизмы при таких температурах работают с большими проблемами.

Однако есть теоретически более приемлемая альтернатива — лавовые трубки. С помощью радаров с искусственных спутников удалось обнаружить, что эти пещеры на Луне простираются на десятки километров в длину и могут достигать сотен метров в поперечнике. Там может находиться водяной лед, а температура в районе минус 20 градусов Цельсия, что вполне приемлемо для техники. Но долгое время было неясно, существуют ли входы в эти пещеры, или так называемые "окна" (ямы на лунной поверхности) — всего лишь провалы, не связанные с пещерами напрямую.

Группа учёных недавно опубликовала в журнале Nature Astronomy исследование, которое решает этот вопрос для одной из таких ям — возможно, самой знаменитой. Они использовали радиолокационные данные, полученные с Lunar Reconnaissance Orbiter, запущенного NASA в 2009 году.

Авторы статьи отметили, что разрешение бортового радара Lunar Reconnaissance Orbiter невысокое: один пиксель на радиолокационных снимках соответствует площади примерно 15 на 30 метров. Это позволяет изучать только ямы с диаметром более 80 метров. Кроме того, орбита спутника такова, что большинство из 200 известных круглых ям на Луне он видит под неудачным углом, что не позволяет понять, есть ли тоннель, ведущий вниз.

Однако для ямы в Море Спокойствия, расположенной в приэкваториальной части северного полушария Луны, радар предоставил достаточно данных. Западная часть ямы показала на радаре заметно большую яркость. Чтобы получить максимально точный результат из данных с таким разрешением, учёные построили трёхмерные модели внутренней структуры ямы и сравнили радиолокационное отражение, вычисленное для таких моделей, с данными, зафиксированными Lunar Reconnaissance Orbiter.

Результаты показали, что в западной части ямы вероятно существует тоннель на глубине 130-170 метров от поверхности. Его длина составляет 30-80 метров, ширина — около 45 метров. Однако сложно определить, насколько покато его дно: угол наклона может быть от нуля до 55 градусов.

Авторы исследования отметили, что подобные образования, вероятно, распространены. На сегодняшний день известно около 200 подобных ям на Луне. Однако именно 100-метровая яма в Море Спокойствия наиболее интересна, так как её края наименее обрушены, что минимизирует вероятность блокировки тоннеля продуктами обрушения. С большой вероятностью этот тоннель ведет в более крупную лавовую трубку.

Учёные считают, что такие места в районах лунных морей могут быть идеальными для создания лунных баз. Если на поверхности Луны температура колеблется от плюс 130 до минус 170 градусов в течение двух недель, то на дне ям температура стабильна и близка к земной Арктике. Поскольку лавовые трубки образовались в результате вулканических процессов, база в таких местах значительно продвинет наше понимание геологии других небесных тел.

Аналогичные структуры (ямы, близкие к вероятным лавовым трубкам) известны и на Марсе — там их около тысячи. По мнению авторов исследования, с помощью аналогичной методики радарного исследования можно найти места, подходящие для баз и на этой планете.