Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.
До высадки на Луне земная наука считала ее сухим местом, представляющим достаточно ограниченный интерес как для исследований, так и для создания баз. Лунный грунт, привезенный в 1960-1970-х, сильно изменил ситуацию: стало ясно, что спутник нашей планеты возник не так, как считалось ранее.
На сегодня совершенно ясно, что только у поверхности Луны 100 миллиардов тонн водяного льда. Согласно мультиимпактной теории Николая Горькавого, его там много больше, а под толстым слоем вечной мерзлоты возможны и линзы жидкой воды.
Проблемой остается исследование всего этого: зоны вечной тени у полюсов часто холоднее минус 200 градусов Цельсия, а современные скафандры не могут долгое время работать при температурах ниже минус 160-170 градусов. Создание базы в такой зоне тоже непросто реализовать — многие механизмы при подобных температурах плохо работают.
Теоретически есть разумная альтернатива — лавовые трубки. Радарами с искусственных спутников удалось установить, что эти пещеры на Луне тянутся на десятки километров в длину, причем в поперечники могут иметь сотни метров или километр. Там, как ожидается, есть водяной лед, а температура — в районе минус 20, что вполне приемлемо для техники. Увы, долгое время оставалось неясным, есть ли туда вход, или же так называемые окна (ямы в лунной поверхности близ таких пещер) — просто провалы, близкие к этим пещерам, но не связанные с ними напрямую.
Теперь группа ученых опубликовала в журнале Nature Astronomy работу, решающую этот вопрос как минимум для одной — вероятно, самой знаменитой — ямы. Исследователи использовали радиолокационные данные, полученные Lunar Reconnaissance Orbiter, искусственным спутником Луны, запущенным NASA в 2009 году.
Как отметили авторы новой статьи, разрешение бортового радара Lunar Reconnaissance Orbiter довольно невысоко: один пиксель на его радиолокационных снимках примерно равен 15 на 30 метров. Это значит, что с его помощью можно оценивать только ямы с диаметром провала более 80 метров. К тому же орбита спутника расположена так, что подавляющее большинство из 200 известных круглым ям на Луне он видит под неудачным углом, не позволяющим понять, есть ли из них тоннель, ведущий вниз.
Однако конкретно для провала в Море Спокойствия, в приэкваториальной части северного полушария Луны, бортовой радар дал достаточно данных. Западная часть ямы показала на радаре заметно большую яркость. Чтобы получить из данных с таким умеренным разрешением максимально точный результат, исследователи построили трехмерные модели внутренностей ямы, сравнили радиолокационное отражение, вычисленное для результатов такого моделирования, с тем, что зафиксировал Lunar Reconnaissance Orbiter.
Оказалось, что самый вероятный вариант — наличие в западной части ямы тоннеля, лежащего на глубине 130-170 метров от поверхности. Его длина — 30-80 метров, ширина около 45 метров. К сожалению, трудно понять, насколько покато его дно: угол уклона там может быть почти от нуля до 55 градусов.
Авторы новой работы отметили, что такие образования, вероятно, часты. На сегодня известно около 200 ям такого рода на Луне. Однако именно 100-метровый провал в Море Спокойствия потенциально самый интересный, поскольку его края в наименьшей степени обрушены. Следовательно, минимальна вероятность блокировки тоннеля продуктами обрушения. С заметной вероятностью он ведет в еще более крупную лавовую трубку.
Ученые полагают, что такие места в районах лунных морей могут быть хорошим местом для лунных баз. Если температура на поверхности спутника по две недели то плюс 130, то минус 170 градусов, то на дне ям температура стабильна и близка к земной Арктике. Поскольку лавовые трубки образовались в результате вулканических процессов, база в таких местах существенно продвинет понимание геологии иных небесных тел.
Сходные структуры (ямы, близкие к вероятным лавовым трубкам) известны и на Марсе, около тысячи штук, отметили авторы научной работы. С помощью сходной методики радарного исследования можно найти места, пригодные для баз и на четвертой планете.
Автор: Александр Березин