Луна Земли — настоящий кладезь ресурсов. Космические агентства по всему миру планируют миссии для доступа и использования лунных летучих веществ, включая водород, воду, гелий, углекислый газ и угарный газ. Эти вещества позволят производить топливо, дыхательный воздух и даже питьевую воду — всё для создания долгосрочных баз на Луне.

Однако многое остаётся неизвестным о наличии водяного льда на Луне и о данных, которые могли бы уточнить лунные исследования как роботами, так и астронавтами. Именно поэтому предстоящая встреча международных экспертов будет посвящена текущему состоянию знаний о летучих веществах в полярных регионах Луны.

Цель собрания в Гонолулу (Гавайи) — подготовка к волне предстоящих роботизированных и пилотируемых экспедиций от нескольких стран для поиска, изучения и использования лунных полярных летучих веществ. Вторая конференция по лунным полярным летучим веществам пройдёт 12–14 ноября и соберёт участников из американских академических кругов, а также представителей Китая, Канады и ряда частных космических компаний.

Что упущено?

«Я думаю, есть как минимум три аспекта лунных полярных летучих веществ, которые мы упускаем», — сказал организатор конференции Шуай Ли из Гавайского института геофизики и планетологии Университета Гавайев в Маноа.

Во-первых, необходима всесторонняя съёмка основных летучих веществ в постоянно затенённых регионах Луны (PSR). Такая съёмка критически важна и отсутствует, отметил Ли.

Например, водяной лёд может быть самым распространённым летучим веществом, но у нас нет надёжного картирования его распределения, особенно в регионах с содержанием всего в несколько весовых процентов или меньше. Другие вещества, такие как сероводород, угарный газ или углекислый газ, могут быть в ещё меньших количествах.

«У нас нет прямых наблюдений за такими летучими веществами», — подчеркнул Ли.

Во-вторых, отсутствуют знания о вертикальном распределении летучих веществ, включая водяной лёд.

В-третьих, требуется отбор проб этих веществ, чтобы понять их происхождение, формирование и накопление на Луне.

Только начинаем

Норберт Шёргхофер, старший научный сотрудник Института планетарных наук и житель Гонолулу, — соорганизатор предстоящего собрания.

«На мой взгляд, область лунных полярных летучих веществ только начинается», — сказал Шёргхофер. Многие миссии, такие как недавно возобновлённый ровер VIPER для исследования летучих веществ в полярных регионах, были отложены, «и у нас недостаточно данных для оценки abundance и распределения водяного льда на Луне».

Самое важное — нам нужно окончательное доказательство наличия льда на Луне, отметил Шёргхофер.

Требуется: окончательные и воспроизводимые доказательства

В октябре 2009 года спутник NASA Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS) был намеренно направлен на «удар» в постоянно затенённый кратер у южного полюса Луны, чтобы подтвердить наличие водяного льда.

«LCROSS измерил шесть процентов, но это не так много льда, и это был одноразовый эксперимент», — сказал Шёргхофер. «Спектроскопические обнаружения льда на поверхности с орбитальных аппаратов безнадёжно противоречивы. Нам нужны окончательные и воспроизводимые доказательства».

Шёргхофер отметил значительный прогресс в изучении воды внутри лунных пород благодаря возвращённым образцам из миссий Китая Chang'e-5 и Chang'e-6 на ближней и дальней сторонах Луны.

«Однако прогресс в изучении льда шокирующе мал из-за отсутствия посадочных миссий в полярных регионах. Учёные пытаются извлечь информацию о льде из данных, собранных для других целей, с приборов, не предназначенных для обнаружения лунных летучих веществ, и в итоге получают множество наблюдений с пометкой „возможно“».

Международное сотрудничество

Как развивается международное сотрудничество в новых исследованиях? Нужно ли больше взаимодействия между странами?

«Прогресс очень медленный, но мы видим рост», — ответил Ли.

Важным шагом стало сотрудничество между США и Южной Кореей: орбитальный аппарат Korean Pathfinder Lunar Orbiter (KPLO) Danuri оснащён ультрачувствительной камерой ShadowCam от NASA, Университета штата Аризона и Malin Space Science Systems для заглядывания в PSR Луны.

В ближайшие десятилетия лунные исследования будут в основном вести США и Китай, сказал Шёргхофер.

«Международное сотрудничество приятно и расширяет научный интерес к Луне. Степень сотрудничества несомненно вырастет, но в итоге мы увидим конкуренцию между двумя сверхдержавами».

Делиться находками

Много неопределённости остаётся в вопросе о количестве льда на Луне и его точном местоположении.

«Запасы в смысле известных и легко извлекаемых ресурсов на данный момент, вероятно, довольно малы», — сказал Шёргхофер. «Нам нужны окончательные измерения содержания льда».

«Определённо нужна больше международного сотрудничества», — добавил Ли. «Например, в ближайшие годы будет много миссий к южному полюсу Луны. Всем странам будет чрезвычайно полезно делиться находками о лунных летучих веществах — не только для науки, но и для использования ресурсов на месте».

Вкратце…

Луна богата летучими веществами, включая водяной лёд, но их точное распределение, количество и происхождение остаются загадкой из-за отсутствия прямых наблюдений, вертикальных карт и проб. Миссии задерживаются, доказательства противоречивы, а прогресс тормозится без посадок в полярных регионах. Предстоящая конференция в Гонолулу соберёт экспертов для подготовки к будущим экспедициям. Международное сотрудничество растёт медленно, но конкуренция между США и Китаем доминирует; обмен данными о летучих веществах станет ключом к науке и ресурсам.