ЛЕНД — российский коллимированный нейтронный детектор, включенный в научную нагрузку космического аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, NASA), который проводит исследования Луны с орбиты её искусственного спутника.

Нейтронный детектор ЛЕНД регистрирует поток вторичных нейтронов, исходящий от поверхности Луны, — так называемое нейтронное альбедо. Эти нейтроны рождаются в приповерхностном слое грунта толщиной 1-2 метра, в ходе взаимодействий с космическими лучами и при распаде естественных радиоактивных элементов. По пути к поверхности они замедляются и поглощаются ядрами основных породообразующих элементов. Таким образом, выходящий из грунта поток нейтронов зависит от состава вещества и в первую очередь — от присутствия водорода или водородосодержащих соединений. На основе измерений распространённости водорода в грунте можно судить о наличии водяного льда или связанной воды в составе минералов.

После обработки данных измерений нейтронного излучения от полярных районов Луны были впервые построены карты распространённости воды в лунном реголите на северном и южном полюсах Луны. Как показывают его измерения, Луна оказалась достаточно «влажным» местом: в отдельных участках грунта содержание водорода может составлять до 5 % по массе, что больше, чем в земной пустыне Сахара.

Только за первые два месяца работы на орбите вокруг Луны были получены принципиально важные данные, которые позволили построить карты распределения воды в приполярных областях Луны. Они показали, что районы с высоким содержанием водорода в реголите не совпадают с известными ранее вечно затененными областями на дне лунных полярных кратеров. Это был неожиданный результат, так как долгое время считалось, что возможные локальные районы с высоким содержанием водорода на Луне должны совпадать с вечно затененными областями в окрестности её полюсов. Таким образом, данные ЛЕНД заставили по-новому взглянуть на «круговорот воды» на Луне.

Кроме этого, преимущественно на основании данных ЛЕНД и с учетом результатов измерений другими приборам на борту ЛРО, специалисты НАСА выбрали цель для управляемой бомбардировки космическим аппаратом LCROSS, который был выведен в космос одновременно с LRO. Целью стал стал приполярный кратер Кабеус. Разгонный блок «Центавр», а за ним аппарат LCROSS были направлены в грунт Луны в этом районе, а состав вещества, которое было выброшено в результате столкновения, изучался напрямую с помощью приборов LCROSS, LRO и наземных средств.

Результаты эксперимента ЛЕНД будут использоваться при планировании будущих научных и исследовательских миссий на лунные полюса.

Предшественник прибора ЛЕНД — прибор ХЕНД, также созданный в лаборатории космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН (сегодня — отдел ядерной планетологии) для марсианского орбитального аппарата Mars Odyssey (NASA, запуск 2001 г.). Но для лунного прибора потребовалось очень высокое пространственное разрешение. Чтобы достичь его, было разработано принципиально новое устройство — коллиматор из бора и полиэтилена. Фактически, это очень толстая оболочка, установленная таким образом, что она поглощает эпитепловые нейтроны, приходящие не из поля зрения прибора. Методика коллимирования позволяет картографировать поток эпитепловых нейтронов с поверхности Луны с разрешением 10 км с высоты орбиты 50 км.

Основные характеристики

• Диапазон энергий регистрируемых нейтронов: от тепловых до 15 МэВ
• Разрешение по времени: переменное, >1 с
• Разрешение на поверхности: ~5 км на орбите в 50 км
• Разрешение по глубине: ~1–2 м