Ученый: лунный лед ждет своих исследователей

В журнале Science в пятницу опубликованы шесть научных статей, посвященных итогам исследования Луны зондами НАСА LRO и LCROSS, которые впервые изучили районы лунных полюсов. Главным и сенсационным результатом стало обнаружение на естественном спутнике Земли водяного льда. Об итогах этой миссии РИА Новости рассказал заведующий Лабораторией космической гамма-спектроскопии Института космических исследований РАН Игорь Митрофанов, руководитель коллектива разработчиков нейтронного детектора ЛЕНД, установленного на борту LRO. Этот прибор впервые составил "нейтронную карту" Луны, где можно увидеть районы, богатые водородом, а значит и водой.

© Фото: NASA

- Не могли бы в целом охарактеризовать итоги работы зонда LRO c разработанным вами и вашими коллегами российским прибором ЛЕНД? Можно ли сказать, что ее результаты оправдали ожидания?

Мы планируем, что наша работа на борту LRO на окололунной орбите будет продолжаться еще несколько лет, поэтому пока следует говорить о первых результатах.

Их два. Во-первых, мы очень довольны работой нашего прибора ЛЕНД. Это достаточно сложный нейтронный телескоп, разработка которого была довольно трудной, но его успешная работа полностью оправдала наши ожидания.

Во-вторых, мы довольны первыми научными результатами наших исследований, и здесь самое интересное состоит в том, что наши ожидания не подтвердились. Дело в том, что до начала эксперимента мы предполагали найти воду на дне лунных полярных кратеров, куда никогда не попадают солнечные лучи.

Однако данные измерений прибора ЛЕНД нас очень удивили: оказалось, что районы с высоким содержанием воды могут освещаться (и, следовательно, нагреваться) Солнцем. Вероятно, водяной лед в этих районах покрыт тонким слоем сухого реголита, который предохраняет его от испарения при нагреве.

- В статье, опубликованной в Science, говорится, что только в двух из девяти постоянно затененных регионах было зафиксировано статистически значимое снижение потока нейтронов. Означает ли это, что метод нейтронной "диагностики" хорошо зарекомендовавший себя на Марсе, во время работы созданного вами прибора ХЕНД на борту зонда Mars Odyssey, по каким-то причинам не работает на Луне?
Конечно, нет. Метод нейтронной диагностики работает прекрасно. Просто воду на Луне гораздо труднее найти.
Во-первых, в полярных районах Марса содержание воды по нашим оценкам составляет 50-70% по массе, в то время как оценки для Луны соответствуют около 4%.

Во-вторых, лунные районы с водяным льдом в грунте в сотни раз  меньше по размеру полярных районов марсианской вечной мерзлоты, и поэтому их гораздо труднее найти методами нейтронной картографии. Но для Луны 4% по массе – это очень много.
- Насколько изменился объем данных собранных ЛЕНДом с сентября 2009 года, когда вы впервые обнародовали "нейтронную карту" Луны? Есть ли значительные содержательные изменения в этих данных?
Да. Во-первых, существенно повысилась точность нашей карты благодаря более высокой статистической обеспеченности наших измерений. Во-вторых, в настоящее время мы имеем подробные лунные нейтронные карты не только для южного полюса, как год назад, но и для всей поверхности Луны.

- Данные LRO свидетельствуют, что вокруг постоянно затененных областей, "полюсов холода", существуют обширные области "вечной мерзлоты", куда заглядывает солнце, но все же настолько редко, что в грунте там сохраняется лед. Предлагается в эти районы отправить экспедиции для исследования лунного льда in situ. Как вы оцениваете перспективы миссии лунного "Феникса"? С какими возможными трудностями может столкнуться такой проект?

Как я уже говорил, существование освещаемых Солнцем районов с водяным льдом явилось для нас большим сюрпризом, причем весьма приятным. Дело в том, что отправка посадочных аппаратов для исследований водяного льда в веществе постоянно затененных районов связано с огромными техническими трудностями – там нельзя использовать солнечные батареи, там очень холодно, и там нет радио видимости с Землей.

Гораздо проще отправить исследовательский аппарат в полярный район с водяным льдом, который периодически освещается Солнцем и с которого в любое время может быть установлена радиосвязь с Землей. Я уверен, что такие проекты будут реализовываться. Мы по заданию Роскосмоса в настоящее время разрабатываем такие проекты.

- Насколько высока достоверность данных о присутствии воды на Луне? Есть ли риск, что все эти эффекты создают не отложения льда, а какие-то другие особенности?

- Я думаю, что факт наличия воды в конкретных полярных районах установлен достаточно достоверно. Но наши данные характеризуют только верхний слой реголита с толщиной около 1 метра. Остаются открытыми вопросы о том, какова толщина верхнего слоя сухого вещества, под которой находится водяной лед – от этого зависит оценка его содержания. Также мы не знаем, как глубоко простирается льдосодержащий пласт реголита.

Нужны новые исследования, новые наблюдения. Следует отправлять на Луну исследовательские аппараты, проводить там геологоразведку лунных залежей льда, в том числе методами прямого бурения реголита. В перспективе следует ставить задачу доставки образцов реголита с лунным льдом на Землю для исследований в земных лабораториях.

- Можете ли вы сейчас сделать оценки, сколько на Луне может быть льда и воды? Согласны ли вы со сделанной в марте этого года оценкой, что на луне может быть около 600 миллионов тонн водяного льда? Какие еще источники льда на Луне, помимо комет, могут быть?

Оценку полной массы делать преждевременно. Кроме воды комет, на Луне может также находиться "солнечная вода" - ядра водорода из плазмы солнечного ветра могут образовывать молекулы воды в поверхностном слое лунного реголита. В будущих исследованиях мы должны выяснить, в каких пропорциях присутствует на Луне вода от комет и от Солнца. Это очень важный вопрос для будущих исследований.

- Помимо воды, данные LCROSSa показали присутствие некоторых других соединений, в частности, угарного газа, натрия, серебра, магния. Были ли какие-то из них неожиданными для ученых? Можете ли вы сказать, откуда на Луне может взяться угарный газ?

Да, в веществе искусственного ударного взрыва на Луне оказалось много летучих соединений, в том числе там нашли пары ртути. Вероятно, некоторые летучие соединения могли быть доставлены кометами. В этом вопросе ученым еще предстоит разобраться – это еще одна задача будущих полярных миссий на Луне.

- Начало миссий LRO, "Чандраяна", ряда других пришлось на время президентства Буша, когда перед НАСА была поставлена задача возвращения на Луну. Не окажутся ли эти данные бесполезными сейчас, когда лунная программа НАСА фактически остановлена Обамой?
Не окажутся. Мо моему мнению, освоение Луны является вторым шагом экспансии человечества в космос после освоения околоземного космического пространства в 20 веке.  Сейчас практически все космические державы готовят лунные проекты. Решение президента Обамы не отменило лунную программу США.

По существу, был отменен "ремейк" программы "Аполлон" и было принято решение в ближайшие годы направить основные усилия на создание новых космических средств для покорения рубежей дальнего космоса.

- Могут ли новые данные о Луне как-то повлиять на космическую программу России?

Я уверен, что да.  Как я уже говорил, в настоящее время Роскосмос подготавливает два проекта с автоматическими станциями для исследований природных условий на полюсах Луны - Луна-Ресурс, и Луна-Глоб.