Водяной лед в полярных кратерах Луны: анализ данных нейтронного телескопа ЛЕНД на борту лунного спутника НАСА ЛРО

В грунте полярного кратера Кабео (координаты 35.5 з.д., 84.9 ю.ш., возраст от 3.5 до 4.6 млрд лет, диаметр около 100 км), по которому ЛЕНД за 15 лет работы накопил большой объем данных нейтронного картографирования, массовая доля водяного льда в среднем составляет около 0,5%, а в некоторых участках — даже 0,7% [1]. Такой «обогащенный» водяным льдом район находится у самой глубокой точки постоянно затененного участка кратера Кабео, что видно на рисунке слева. Здесь же наблюдается самая низкая среднегодовая температура поверхности. Массовая доля льда в грунте этого кратера увеличивается с глубиной, причем лед присутствует как в освещаемых Солнцем, так и в постоянно затененных участках поверхности.

ЛЕНД также наблюдал приполярный кратер Галимов (в июне 2024 г. назван в честь бывшего директора ГЕОХИ РАН академика РАН Э. М. Галимова). Он находится ближе к экватору (координаты 126.59° з.д., 64.32° ю.ш.) и сравним с кратером Кабео по возрасту (3.85 млрд лет), но почти втрое меньше по диаметру (около 34 км). Оказалось, что в грунте на его дне нет признаков водяного льда [2]. При этом грунт в непосредственной окрестности кратера водяной лед содержит (рисунок справа). Исследователи объясняют отсутствие льда в бассейне кратера извержением горячей магмы, которое имело место в период от 0.2 до 1.0 млрд. лет тому назад, о чем свидетельствуют и трещины на дне кратера. Таким образом, сравнение этих двух кратеров показало, что полярные ледники на Луне образовались в период от 3.85 млрд до 1.0 млрд лет тому назад.

Дальнейшее изучение лунного грунта по данным нейтронного орбитального картографирования поможет ещё более детально восстановить историю появления вечной мерзлоты на Луне и также решить практическую задачу выбора оптимального района размещения будущей лунной базы.

Работа выполнена коллективом отдела ядерной планетологии ИКИ РАН под руководством д.ф.-м.н. Митрофанова Игоря Георгиевича в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Тема ОСВОЕНИЕ, № 122042500014-1. Направления ПФНИ: 1.3.3.7. Ядерно-физические методы в медицине, энергетике, материаловедении, биологии, экологии, системах безопасности и других областях; 1.3.7.5. Планеты и планетные системы.