Новое исследование с использованием ныне вышедшей на пенсию Стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии (SOFIA) составило первую подробную карту распределения воды на большой площади на Луне. SOFIA была совместным проектом НАСА и Немецкого космического агентства в DLR. Благодаря четким, идентифицируемым лунным особенностям, отмеченным данными о воде, исследование дает подсказки о том, как вода может двигаться по поверхности Луны, особенно вблизи ее южного полюса — важной области для исследования космоса. Новая карта охватывает примерно четверть обращенной к Земле стороны лунной поверхности ниже 60 градусов широты и простирается до южного полюса Луны. Учитывая большую область покрытия, исследователи могли легко определить, как вода связана с особенностями поверхности на Луне, избегая солнечного света и отдавая предпочтение холодным областям.
«Глядя на данные о воде, мы действительно можем видеть края кратеров, мы видим отдельные горы и даже можем видеть разницу между дневной и ночной сторонами гор благодаря более высокой концентрации воды в этих местах», — сказал он. Билл Рич, директор Научного центра SOFIA в Исследовательском центре Эймса НАСА в Силиконовой долине в Калифорнии и ведущий автор исследования, которое было представлено на Лунной и планетарной научной конференции 2023 года. В конце 2024 года марсоход NASA Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) приземлится в районе, изучаемом SOFIA, на вершине горы Монс-Мутон, чтобы провести первую миссию по картированию ресурсов за пределами Земли. Лунная гора с плоской вершиной будет предметом особого внимания в следующей статье группы, которая руководила текущим исследованием данных SOFIA.
Это текущее открытие, наряду с двумя предыдущими результатами SOFIA о количестве и распределении воды на освещенной солнцем поверхности Луны, отслеживает уникальную световую подпись воды. Другие миссии, наблюдающие за обширными участками лунной поверхности, изучали различные длины волн света, которые не позволяют отличить воду от подобных молекул, таких как гидроксил. Лунная вода присутствует в почве и может быть найдена в виде кристаллов льда или молекул воды, химически связанных с другими материалами. Вместо того, чтобы определять абсолютное количество воды в регионе, исследователи сравнили данные, полученные вокруг южного полюса Луны, с относительно сухой эталонной областью около экватора Луны, чтобы увидеть, как меняется ее изобилие. Вода была обнаружена в большей концентрации на затененных сторонах кратеров и гор, подобно тому, как лыжники на Земле знают, что склоны, получающие меньше прямых солнечных лучей, дольше сохраняют снег. Это говорит о том, что местная география Луны играет важную роль в количестве присутствующей воды.
Поскольку НАСА готовится отправить астронавтов обратно на Луну под Артемидой, агентство определило 13 возможных мест посадки вблизи южного полюса Луны. С помощью Artemis НАСА высадит на Луну первую женщину и первого цветного человека, а лунная вода может стать критически важным ресурсом для обеспечения долгосрочного присутствия человека. «С этой картой данных SOFIA и другими, которые появятся в будущем, мы смотрим, как вода концентрируется в различных лунных условиях окружающей среды», — сказал Кейси Хоннибалл, приглашенный ассистент-исследователь и член научной группы VIPER в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. Гринбелт, Мэриленд, который принимал участие в работе. «Эта карта предоставит ценную информацию для программы Artemis о потенциальных областях разведки, а также предоставит региональный контекст для будущих научных миссий, таких как VIPER».
В дополнение к южному региону, для которого были созданы новые результаты карты, наблюдения SOFIA за сайтами, относящимися к другим миссиям, находятся в архиве и сейчас анализируются. Миссии НАСА, связанные с Artemis, будут нацелены как на полярные, так и на неполярные регионы, включая Lunar Trailblazer, который будет вращаться вокруг Луны, чтобы нанести на карту ее гидроксил и воду. Откуда может браться вода на Луне — древняя ли она и существует ли она сама по себе в лунных минералах в результате ранних вулканических процессов на Луне или является современной и доставляется астероидами, кометами или солнечным ветром, и мигрирует ли она вдоль поверхность Луны — еще один важный вопрос, оставшийся открытым после наблюдений SOFIA. VIPER будет стремиться лучше понять это различие, которое важно для определения того, является ли вода широко распространенной и глубокой на поверхности или только рассеянной на поверхности или вблизи нее. Однако ясно, что даже на самом низком уровне Луна содержит гораздо больше воды, чем мы когда-то считали. «Наше общее знание эпохи Аполлона о том, что Луна сухая, было неверным», — сказал Пол Люси, профессор Гавайского университета в Маноа и соавтор статьи. «Мы уже знаем, что это неправильно, но вопрос в том, насколько».
