Американські геофізики розробили новий метод виявлення водяного льоду, прихованого під поверхнею Місяця. Це безцінний ресурс для підтримки місячних баз — джерело води та кисню для людей і палива для ракет, що повертаються на Землю. Зрештою, наявність запасів водяного льоду на Місяці визначатиме космічну економіку польотів до супутника, Марса і навіть по всій системі.
Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT/3DNews
У опублікованій днями роботі група вчених зі США показала, що насичений льодом реголіт має суттєво більшу жорсткість, ніж сухий. У результаті швидкість поширення в ньому сейсмічних хвиль може зростати в два-три рази, а межі крижаних покладів повинні частково відбивати енергію сейсмічних коливань. Такі відбиття та зміни часу приходу хвиль дозволять не тільки виявляти лід, але й приблизно оцінювати його кількість.
Для перевірки моделі вчені використовували подрібнену вулканічну породу з Аризони, яка за механічними властивостями близька до місячного ґрунту. Зразки охолоджували та поміщали в невелику кріогенну вакуумну камеру. Також установку підключали до рентгенівського каналу синхротрона та дозволяли 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 південної полярної області Місяця та комп’ютерним моделюванням місяцетрусів. 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 крижаних шарів. Розроблена система поки 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, дозволяючи точно розуміти обсяг та характер залягання.
На практиці джерелом хвиль можуть стати природні місяцетруси, 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 передбачається перевірити біля південного полюса Місяця, де постійно затінені кратери вважаються найбільш ймовірними сховищами водяного льоду. Також склад летких речовин з цього регіону Місяця здатен зберегти відомості про доставку води у внутрішню частину Сонячної системи мільярди років тому.
Додамо, перший сучасний датчик сейсмічної активності на Місяць незабаром доправить 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 шукатимуть усіма доступними способами, включаючи сейсмічний.
За матеріалами: 3dnews.ru