Изучение лунного кратера Зееман свидетельствует о повышении массовой доли воды в веществе его стенок относительно доли воды на дне

Станция «Луна-25» сфотографировала кратер Зееман 17 августа 2023 года с применением аппаратуры СТС-Л, созданной в ИКИ РАН. Исследователи сопоставили фотографию кратера с имеющимися данными о грунте его поверхности. По итогам анализа оказалось, что грунт стенок кратера содержит большую долю водяного льда по сравнению с его дном.

Снимок аппаратурой СТС-Л космического аппарата «Луна-25» района кратера Зееман на обратной стороне Луны, полученный 17 августа 2023 г. в 08:22:56 дмв во время полета по орбите искусственного спутника Луны. Фотография: ИКИ РАН

Кратер Зееман находится на обратной стороне Луны вблизи южного полюса и представляет собой уникальное образование. Он третий в списке самых глубоких кратеров южного полушария Луны. У него необычное соотношение размеров: диаметр — около 190 км, глубина — около 3 км, а высота стенок, по сравнению с дном, составляет около 8 км. Его дно испещрено более мелкими «выбоинами», а на стенках хорошо заметны несколько маленьких кратеров, которые образовались позднее.

На снимке СТС-Л заметно, как различаются дно и стенки кратера. Поверхность дна шероховатая, а стенки более гладкие. Как обратили внимание участники проекта «Луна-25» сразу после получения снимка, стенки выглядят на изображении так, как будто камера не находится в фокусе.

Исследователи сопоставили снимки кратера с данными лазерного альтиметра LOLA на борту искусственного спутника Луны LRO (NASA). По данным альтиметрии разница между разными участками поверхности также заметна, хотя не столь ярко выражена, как на фотографии СТС-Л (изображение с камеры представлено в центре второго рисунка).

Далее исследователи наложили на изображение кратера карту массовой доли воды в грунте по данным российского нейтронного телескопа ЛЕНД, также созданного в ИКИ РАН и работающего на борту аппарата LRO (сине-голубой фон на втором рисунке).

ЛЕНД измеряет нейтронный поток от поверхности Луны, который меняется в зависимости от концентрации в толще лунного грунта водорода. Поскольку основное вещество в лунном грунте, содержащее водород, — вода, то данные ЛЕНД можно перевести в процентное содержание водяного льда в грунте на глубине до 1 метра.

На втором рисунке можно заметить разницу в содержании воды в разных участках поверхности кратера Зееман. Меньше всего её на дне кратера — менее 0,1% по массе. А наиболее «влажные» участки находятся в окрестностях малых, более «свежих» ударных кратеров, образовавшихся на стенках основного. Здесь доля воды по массе оценивается до 0,2%.

Таким образом на изображении кратера Зееман, полученного аппаратурой СТС-Л, проявилось различие в свойствах поверхности, которое, как выяснилось при детальном анализе, соответствует разнице в содержании вмерзшей в грунт воды.

Результаты исследования были представлены на 14 международном Московском симпозиуме по исследованиям Солнечной системы (ИКИ РАН, 9–13 октября 2023 г.) в докладе М. В. Дьячковой, А. Б. Санина, Я. Д. Эльяшева, И. Г. Митрофанова, М. Л. Литвака, И. В. Полянского и А. Е. Зубарева.

Тэги

Луна-25