Запропоновано новий спосіб розвідки покладів водяного льоду на Місяці — безцінного ресурсу для баз на супутнику

Американські геофізики розробили новий метод виявлення прихованого під поверхнею Місяця водяного льоду. Це безцінний ресурс для підтримки місячних баз — джерело води та кисню для людей і пального для ракет, що повертаються на Землю. Врешті-решт, наявність покладів водяного льоду на Місяці буде визначати космічну економіку польотів до супутника, Марсу та навіть по всій системі.

Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT/3DNews

У нещодавно опублікованій роботі група вчених із США продемонструвала, що насичений льодом реголіт має суттєво більшу жорсткість, ніж сухий. Внаслідок цього швидкість поширення в ньому сейсмічних хвиль може зростати в два-три рази, а межі льодових покладів повинні частково відбивати енергію сейсмічних коливань. Такі відбиття та зміни часу приходу хвиль дозволять не лише виявляти лід, але й приблизно оцінювати його кількість.

Для перевірки моделі вчені використовували подрібнену вулканічну породу з Аризони, за механічними властивостями близьку до місячного ґрунту. Зразки охолоджували та поміщали в невелику кріогенну вакуумну камеру. Також установка підключалася до рентгенівського каналу синхротрону і дозволяла за допомогою мікротомографії спостерігати, як лід заповнює мікроскопічні пори між частинками реголіту та змінює його деформацію в умовах низької температури та вакууму. Отримані дані лягли в основу фізичної моделі пружних властивостей замороженого місячного ґрунту.

Потім дослідники об'єднали лабораторні вимірювання з температурними картами південного полюса Місяця та комп'ютерним моделюванням місячних землетрусів. Температурна модель допомогла виділити кратери, в яких лід міг зберігатися мільярди років, а сейсмічні розрахунки показали, як хвилі будуть заломлюватися, прискорюватися та відбиватися від підземних льодових шарів. Розроблена система поки що описує структуру ґрунту на глибині приблизно до 800 метрів. Розрахунки також вказують, що поклади різного походження та будови будуть по-різному відображатися на сейсмічній картині, що дозволить точно розуміти обсяг і характер покладів.

На практиці джерелом хвиль можуть стати природні місячні землетруси, падіння метеоритів або робота бурових установок посадкових апаратів і роверів. Сейсмометри або чутливі акселерометри зможуть реєструвати відгук ґрунту та виявляти поклади, недоступні для виявлення орбітальними спектрометрами, які досліджують переважно верхній шар поверхні.

Нову методику планується перевірити поблизу південного полюса Місяця, де постійно затінені кратери вважаються найбільш ймовірними сховищами водяного льоду. Також склад летючих речовин з цього регіону Місяця здатний зберегти відомості про доставку води до внутрішньої частини Сонячної системи мільярди років тому.

Додамо, перший сучасний датчик сейсмічної активності на Місяць незабаром доставить китайська місія «Чан'е-7», що відбудеться до кінця поточного року. Пізніше сейсмічні датчики будуть встановлювати астронавти під час висадки на Місяць у 2028 році або пізніше. Вода вкрай важлива для підтримки життєдіяльності місячних баз, і її будуть шукати всіма доступними способами, включаючи сейсмічний.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки