Впервые за все время изучения Луны будут исследованы некоторые из наиболее интригующих с научной точки зрения, но и чувствительных ее регионов — те, что находятся на полюсах. Ученых интересует вода, которая находится в замороженном состоянии в затененных кратерах. Но они также обеспокоены тем, что увеличение грузо- и пассажиропотока на Луну может привести к загрязнению самого льда.
Лед важен для ученых по разным причинам. Одни хотят проанализировать нетронутые образцы, чтобы узнать, как и когда Земля и Луна накопили воду миллиарды лет назад. Другие хотят добывать лед в качестве топлива для ракет на будущих лунных базах.
Перед исследователями стоит сложный выбор. Начинать ли копать сразу, чтобы отработать процессы, с помощью которых можно добывать лед и превращать его в топливо? Или действовать медленно, чтобы сохранить научные данные, закодированные во льдах? «Прямо сейчас у нас есть ученые, которые говорят, что мы не можем даже приблизиться к нему, потому что мы его разрушим», — говорит Клайв Нил, геолог из Университета Нотр-Дам в Индиане. «А другие говорят, что нам это нужно, поэтому мы просто это сделаем».
Эти противоречия необходимо разрешить в ближайшее время, особенно в связи с тем, что НАСА планирует отправить серию миссий к Южному полюсу, начиная с роботизированных посадочных устройств в 2022 году и заканчивая отправкой на Луну людей, которые там появятся впервые с 1972 года.
Ни один космический аппарат еще ни разу не бывал на полюсах Луны. Единственной миссией, которая попыталась туда добраться, был индийский посадочный модуль Vikram, потерпевший крушение примерно в 600 километрах от Южного полюса в 2019 году. Китай планирует запустить миссию Чанъэ-6, которая отправится на Южный полюс Луны, произведет забор грунта со льдом и доставит их на Землю в 2023 году. Этот аппарат является преемником Чанъэ-5, успешно собравшим образцы пород в средних широтах Луны в декабре прошлого года. Япония и Индия также обдумывают запуск роботов к Южному полюсу, равно как Россия и Европа.
А еще есть НАСА. При президенте Дональде Трампе агентство готовило серию миссий на Луну, ориентированных к полюсам. Согласно текущим планам, НАСА отправит два автоматических посадочных модуля к Южному полюсу в 2022 году, а в 2023 году — роботизированный вездеход под названием VIPER. Он должен будет пробурить лунный грунт на глубину до одного метра. Затем через год планируется отправить людей, которые начнут исследовать кратеры со льдом. Одна из задач — собрать лед и отправить его в лабораторию на Земле для изучения, говорится в отчете НАСА, опубликованном в прошлом месяце.
Возможность заражения лунного льда — проблема, о которой никто не задумывался пять десятилетий назад, когда астронавты Аполлона стали первыми людьми, ступившими на поверхность Луны. В то время ученые считали, что Луна абсолютно суха. Только в последнее десятилетие или около того стало известно, что вода есть во многих местах, в том числе в затененных полярных кратерах. Ученые даже обнаружили воду в составе минералов, как минимум, в одном освещенном солнцем месте на Луне.
Вся эта вода могла попасть на Луну благодаря астероидам, кометам или солнечному ветру, бомбардирующему ее поверхность. Часть ее могла остаться после вулканических извержений, которые вынесли ее на поверхность из глубоких недр. Каким бы ни был источник лунной воды, она содержит важную научную информацию.
Лед в кратерах на полюсах Луны, лишенных солнечного света, скапливался в течение миллиардов лет. Если это так, то в нем содержится запись не только ранней истории Луны, но и истории Земли. Луна, вероятно, образовалась, когда гигантский объект врезался в новорожденную Землю около 4,5 миллиардов лет назад, оторвав огромные куски, сросшиеся с Луной и тесно связавшие их истории. На Земле геологическая активность, в том числе тектоника плит, стерла большую часть записей ранней истории планеты. Но у Луны такой активности нет, поэтому она — прекрасный предмет для изучения.
«История лунной воды даст множество ключей к разгадке того, как развивалась Солнечная система», — говорит Ариэль Дойч, планетолог из исследовательского центра НАСА Эймса в Моффетт-Филд, Калифорния.
Понимая всю важность лунного льда, многие исследователи осторожно относятся к его исследованию. В частности, некоторые из них рассматривают возможность загрязнения льда выхлопными газами ракет.
В официальном документе, представленном НАСА, 19 ученых, в том числе Прем и Дойч, предлагают отправить миссию под названием «Сначала истоки» («Origins-first»), к затененному кратеру на одном из полюсов Луны. Цель состоит в том, чтобы собрать достаточное количество нетронутых образцов льда до того, как начнется освоение Луны. Данная миссия покажет, насколько ценны научные данные о льдах и следует ли отложить добычу полезных ископаемых, говорит Эстер Белтран, ученый из Университета Центральной Флориды в Орландо и соавтор статьи.
В настоящее время у НАСА нет средств, выделенных на миссию «Origins-first». Оно продолжает планировать отправку нескольких космических аппаратов в полярные регионы Луны. Но агентство прислушивается к мнению ученых, которые озабочены тем, чтобы сделать это правильно, и намерены действовать осторожно, — говорит Пратт, офицер агентства по планетарной защите. «Нам нужно сбалансировать стремление к использованию ресурсов с потребностью в научных открытиях и знаниях», — говорит она.
Предложены еще несколько идей по защите лунного льда. Одно предложение состоит в том, чтобы сохранить один из полюсов Луны для науки, а другой открыть для добычи полезных ископаемых. Также предлагается выделить запретные зоны для некоторых ледяных кратеров. Таких кратеров много, от крошечных ямок размером меньше человеческой руки до крупных, размером 10 километров в поперечнике, и не все из них нужно исследовать, говорят ученые.
«Единственное, что нам нужно сделать, — это убедиться, что мы дальновидны», — говорит Прем. «Кто знает, какой наукой люди захотят заниматься в будущем?»
