Успех колонизации Луны будет зависеть от доступности водяного льда. Важную роль здесь играет температура поверхности. Вот почему новые миссии стремятся в более холодные, полярные регионы. Температуру грунта напрямую измерили в 1970-х, во время миссий «Аполлон». Но тогда аппараты сели на экваторе, в нескольких тысячах километров от предполагаемого места развертывания будущей лунной базы. В 2023 году индийская миссия «Чандраян-3» предоставила новые данные. Их анализ показал, где еще могут находится доступные запасы воды.
Модуль «Викрам» с зондом ChaSTE для измерения температуры грунта / © ISRO (Indian Space Research Organisation)
На Луне гораздо больше мест с подходящими для накопления водяного льда условиями, чем считали до сих пор. Как показали прямые измерения температуры грунта с посадочного аппарата миссии «Чандраян-3», лед может залегать на глубине нескольких сантиметров на затененных склонах на обширных территориях приполярных регионов.
Такой вывод сделали исследователи во главе с Дургой Прасадом из Лаборатории физических исследований в Ахмедабаде (Индия). Статья об этом вышла в журнале Communications Earth & Environment.
Посадочный аппарат «Викрам» миссии «Чандраян-3» мягко прилунился 23 августа 2023 года в приполярной зоне, на 69-м градусе южной широты, на поверхности с уклоном в шесть градусов. От него отделился луноход «Прагъян», а бортовые приборы провели ряд измерений, передавая данные на Землю.
Прасад с коллегами проанализировал данные зонда ChaSTE, измеряющего щупом температуру грунта на глубину 10 сантиметров в радиусе одного метра в месте посадки. Модуль прилунился на освещенный солнцем склон, поэтому его температура оказалась несколько выше расчетной — 82 градуса Цельсия на пике.
Самое низкое значение отметили в метре от места посадки, на плоской поверхности — 59 градусов. Как рассказали авторы статьи, температура реголита там изменялась довольно сильно в пространстве и времени.
Известно, что лунный грунт плохо проводит тепло и потому действует как теплое одеяло. Данные миссий «Аполлон-15» и «Аполлон-17», а также дистанционные замеры орбитальной обсерватории Lunar Reconnaissance Orbiter показали, что толщина этого одеяла — от двух до 10 сантиметров. Но прямых измерений температурного профиля и теплопроводности на глубину 10 сантиметров в приполярных регионах не было.
На основе данных ChaSTE ученые построили модель, которая предсказала температуру реголита в приповерхностном слое на территориях, схожих с местом посадки «Викрама». Из вычислений следовало, что на затененных приполярных склонах с уклоном более 14 градусов достаточно холодно для скопления водяного льда неглубоко под поверхностью.
Такие места по условиям напоминают полярные регионы, куда NASA намерено отправить пилотирую миссию «Артемида». Теперь выяснилось, что на Луне есть более доступные места с неглубокими запасами водяного льда.
