Американские учёные предложили метод для разведки водяного льда на Луне

Американские геофизики представили новый подход к поиску водяного льда, скрытого под лунной поверхностью. Этот ресурс имеет огромное значение для обеспечения жизнедеятельности на лунных базах, так как может использоваться как источник воды, кислорода и топлива для ракет, возвращающихся на Землю. Наличие водяного льда на Луне также может существенно повлиять на экономику космических полётов к другим объектам Солнечной системы.

В своей работе учёные выяснили, что реголит, содержащий лед, обладает значительно большей жёсткостью по сравнению с сухим. Это явление приводит к увеличению скорости сейсмических волн в таких участках в два-три раза. Кроме того, границы ледяных слоёв отражают энергию сейсмических колебаний, что позволяет не только выявлять наличие льда, но и оценивать его запасы.

Для проверки предложенной модели исследователи использовали вулканическую породу из Аризоны, обладающую механическими свойствами, схожими с лунным грунтом. Образцы помещали в криогенную вакуумную камеру, где с помощью микротомографии изучали, как лёд заполняет поры между частицами реголита, изменяя его свойства при низкой температуре и вакууме. Эти наблюдения стали основой для создания физической модели упругих характеристик замёрзшего лунного грунта.

Учёные также объединили свои лабораторные данные с температурными картами южного полюса Луны и провели компьютерное моделирование лунотрясений. Это позволило выделить кратеры, где лёд мог сохраняться на протяжении миллиардов лет, и проанализировать, как сейсмические волны будут вести себя при взаимодействии с ледяными слоями. Разработанный метод может оценивать структуру грунта на глубине до 800 метров, а также различия в залежах льда по их происхождению и строению.

В качестве источников сейсмических волн могут выступать естественные лунотрясения, падения метеоритов или работа буровых установок. Сейсмометры и акселерометры будут регистрировать отклики грунта, что позволит выявлять ледяные залежи, недоступные для традиционных орбитальных спектрометров, исследующих только верхний слой.

Планируется протестировать новую методику в районе южного полюса Луны, где затенённые кратеры считаются наиболее вероятными хранилищами водяного льда. Кроме того, состав летучих веществ в этом регионе может дать информацию о доставке воды во внутреннюю часть Солнечной системы в древние времена. Также ожидается, что первая современная сейсмическая станция будет отправлена на Луну китайской миссией «Чанъэ-7» до конца текущего года.