Как найти лед на Луне: новая идея ученых

Водяной лед на Луне будут искать по-новому — с помощью сверхчувствительных камер и детекторов радиоволн, возникающих при бомбардировке спутника Земли космическими лучами.

Художественная иллюстрация того, как мог бы выглядеть гипотетический детектор «эха» космических лучей, прикрепленный к спутнику на окололунной орбите. Автор: Кристиан Мики, факультет физики, Гавайский университет в Маноа

Источник: https://phys.org/

Ученые и исследователи космоса уже полвека пытаются определить, где и в каком количестве на Луне есть лед. Кристаллическая вода была бы важным ресурсом на будущей базе на спутнике Земли. Ее можно использовать для жизнеобеспечения людей или расщеплять на водород и кислород — ключевые компоненты ракетного топлива. Исследователи из Гавайского университета в Маноа предложили два инновационных подхода для поиска льда.

Теневые камеры-разведчики

Водяной лед был ранее достоверно обнаружен в постоянно затененных областях северного и южного полюсов Луны. В ходе нового исследования ученые изучили изображения, полученные со специализированной камеры ShadowCam, которая находилась на борту орбитального аппарата Korea Lunar Pathfinder Корейского института аэрокосмических исследований. Исследование было опубликовано в журнале The Planetary Science Journal.

Кратеры в полярных областях Луны не получают прямого освещения, однако солнечный свет, отражающийся от одного склона кратера, может косвенно освещать другую сторону. Камера ShadowCam, разработанная специально для съемки темных, постоянно затененных участков Луны, чрезвычайно чувствительна к непрямому свету, отражающемуся от поверхности.

На холодных, постоянно затененных участках Луны могут находиться большие залежи поверхностного и субповерхностного льда. Метод, разработанный исследователями из Университета Гавайев в Маноа, может выявить свидетельства залегания слоев льда на глубине 5–10 м. Источник: Костелло и др., 2025.

Источник: https://phys.org/

Лед, как правило, ярче, то есть отражает больше света, чем камни. Ученые проанализировали высококачественные изображения, полученные с помощью чувствительной камеры, чтобы внимательно изучить постоянно затененные области и выяснить, дает ли водяной лед в этих регионах осветление поверхности.

Хотя лед в затененных областях не значительно осветляет поверхность, анализ снимков ShadowCam помог уточнить оценку количества ресурса, который может находиться на поверхности Луны. По прежней весьма размытой оценке, поверхностный или скрытый в грунте лед должен был присутствовать на 5-30% поверхности Луны. Анализ снимков ShadowCam сужает диапазон, указывая на то, что он лежит не более чем на 20% поверхности.

Космические лучи ищут подспудный лед

Другая группа ученых с факультета физики и астрономии университета Маноа опубликовала исследование в Geophysical Research Letters, в котором описывается еще один почти фантастический способ обнаружения залежей льда на полюсах Луны. Обнаружить залежи можно с помощью естественных космических лучей.

Заряженные частицы сверхвысокой энергии достигают поверхности Луны и проникают в нижележащие слои. При этом генерируются радиоволны, своего рода эхо, которые по-разному проходят залежи льда и горные породы. Ученые могут использовать неоднородность наведенного радиофона, чтобы понять, что находится под слоем грунта.

Команда использовала усовершенствованную компьютерную симуляцию, измеряющую, как радиоволны проходят через лунную почву и как они кодируют информацию о возможных скрытых слоях льда.

Распределение поверхностного льда на южном полюсе Луны (слева) и северном полюсе (справа), обнаруженное прибором NASA Moon Mineralogy Mapper. Синим цветом обозначены участки льда, нанесенные на изображение лунной поверхности, где оттенки серого соответствуют температуре поверхности (более темные оттенки соответствуют более холодным областям, а более светлые - более теплым зонам). Лед сосредоточен в самых темных и холодных местах, в тени кратеров. Это первый случай, когда ученые непосредственно наблюдали убедительные доказательства наличия водяного льда на поверхности Луны. Фото: NASA.

Источник: https://phys.org/

Представляя радиолокационный метод обнаружения «подлунного» льда на конференции по планетарным наукам в Хьюстоне, соавтор исследования Кристиан Удовичич назвал его «принципиально новым и поистине захватывающим» (brand new and really exciting).

Удовичич подчеркнул, что, поскольку этот метод основан на физике высоких энергий, в которой разбираются лишь немногие ученые в мире, даже опытные планетологи нередко оказываются в замешательстве, слыша о таком способе поиска лунного льда.

Команда исследователей работает над созданием радиолокационного прибора, специально настроенного на прием этих сигналов на Луне. Они будут искать «оказию», чтобы отправить детектор на Луну и протестировать систему к началу 2026 года.

Недавно мы рассказали о миссии «Лунный первопроходец», которая также посвящена поиску воды на Луне.