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.

В результате 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 районах под слоем сухого грунта толщиной от нескольких десятков сантиметров до одного метра содержание водяного льда может составлять до 5% по массе грунта, 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 LRO, специалисты NASA выбрали цель для управляемой бомбардировки лунной поверхности в ходе проведения эксперимента LCROSS (Lunar CRater Observation and Sensing Satellite, «Космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров»). В этом эксперименте был проведен управляемый сход с орбиты разгонного блока Centaur, который был выведен в космос одновременно с LRO. В результате столкновения блока с поверхностью, в окололунное пространство было выброшено облако, состоящее из фрагментов лунного грунта. Данные о его составе были собраны следовавшим следом за блоком Centaur специальным космический аппаратом Shepherding Spacecraft, а также научными приборами на борту КА LRO. Целью проведения эксперимента стал приполярный кратер Кабеус.

Результаты эксперимента ЛЕНД используются при планировании будущих научных и исследовательских миссий на лунные полюса: «Луна-25», «Луна-27» и далее.

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.). Научные задачи, поставленные перед прибором ЛЕНД, требовали достичь чрезвычайно высокого, по меркам орбитальных измерений, пространственного разрешения при построении карт распространенности водородсодержащих элементов в лунном грунте. 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: ~10 км на орбите в 50 км
• Разрешение по глубине: ~1–2 м