Луна — ближайшая соседка Земли, и сейчас человечество продолжает активно изучать наш спутник. Не так давно китайцы отправили на Луну станцию, которая выполнила ряд научных заданий. Теперь Европейское космическое агентство планирует присоединиться к непосредственному изучению Луны. Только не ее поверхности, о которой все же многое известно, а пещер.
Да, на Луне есть пещеры, и немало. Некоторые из них могут послужить для лунных колонистов надежным укрытием, которое позволит избежать ряда опасностей, которые грозят на поверхности. ESA собрала множество идей, предложенных учеными и инженерами и отобрала пять наиболее перспективных. Потом последовал еще один этап отбора, так что теперь у агентства есть три идеи, которые планируется реализовать. Все они взаимосвязаны.
Что в итоге выбрали?
Первая идея — предварительное обследование пещер и входов в них с поверхности. Вторая — опускание зонда в пещеру, третья — изучение лавовой трубки при помощи целого роя роботов. После анализа всех трех сценариев ученые решили выбрать проекты двух команд исследователей: из Университета Вюрцбурга и из Университета Овьедо. Первая команда предложила изучить пещеру при помощи сферического зонда, вторая — при помощи роя роботов.
Пещеры и в том, и другом случае планируется искать в лунных провалах. По мнению астрономов, это самый перспективный способ обнаружения интересных объектов.
«Несмотря на то, что идеи — очень разные, они позволяют заняться разработкой перспективных технологий для изучения геологических особенностей лунных приповерхностных слоев», — заявил представитель ESA.
Что касается оборудования, то его на поверхность Луны должен доставить спускаемый модуль EL3 (European Large Logistics Lander). Изучать пещеры будут всего один день, правда, лунный — 14 земных суток.
Прототип шарообразного зонда, разработанного учеными из Университета Вюрцбурга
Как планируется проводить изучение пещер на практике?
Шарообразный зонд оснащен ходовой системой, 3D лидаром и стереокамерой. Он будет строить объемную модель как провала, так и лавовой трубки с пещерой, если ее, конечно, обнаружат. Кроме того, дрон изучит геологические особенности строения местности, плюс замерит уровень радиоактивности региона и температуру. Все это поможет понять где безопаснее всего строить колонию для людей.
Что касается роя роботов, то их, как и говорилось выше, разрабатывают ученые и инженеры Университета Овьедо. Сейчас они пытаются решить проблему нехватки электричества, поскольку в темной пещере нет солнечного света, так что роботам придется как-то действовать в этих условиях. Выход вроде бы найден. Весь рой опустят в лавовую трубку на особом кабеле при помощи крана. На конце кабеля — беспроводная зарядка. Если робот находится в пределах прямой видимости, то его аккумулятор заряжается без всяких проводов. Кроме того, на конце этого же кабеля находится модуль, который принимает и передает данные наверх — к основной станции. А та, в свою очередь, коммуницирует с Землей и центром управления.
Это связанные между собой проекты?
Да, оба стали частью проекта ESA Concurrent Design Facility (CDF). Другие элементы CDF — лунный посадочный модуль, о котором говорилось выше и инициатива Moonlight. В первом случае планируется разработать надежное транспортное средство, во втором — навигационный и коммуникационный инструмент, который поможет в изучении Луны.
Но прежде всего нужно понять, сколько энергии нужно для проекта. Насколько обширным может быть доступный для изучения регион на Луне, а также что потребуется для обследования провалов и пещер.
А зачем вообще изучать все это?
Как и говорилось выше, колонистам нужно надежное укрытие, где можно будет разместить людей, технику, припасы и все остальное, что потребуется людям. Условия на поверхности Луны — не сахар, колония постоянно будет подвергаться воздействию как высоких, так и очень низких температур. Плюс ко всему, проблема — солнечное излучение и «бомбардировка» микрометеоритами.
Пещеры на Луне есть точно, лавовые трубки — далеко не редкость. Образуются они в то время, когда лава вытекает из жерла вулкана и постепенно остывает. Внешние слои лавы застывают быстро, а внутренние — медленнее, они продолжают двигаться, и расплавленная масса оставляет полость.
Одну из пещер обнаружили еще в 2017 году, это открытие помог совершить японский зонд SELENE (еще известен как Кагуя), оснащенный радаром. Он отправляет радиосигнал, способный проникать под поверхность. Специалисты измеряют время между отправкой и приемом отраженных сигналов, определяя строение рельефа.