На Луне эсть вода, или лёд?

В 1994 году луч радара с американского военного спутника "Клементина", запущенного на окололунную орбиту, нащупал на дне впадины на Южном полюсе, известной под названием бассейна Эйткена, своего рода замёрзший пруд на дне одного из кратеров. Радиоэхо, полученное от поверхности в районе Южного полюса на площади 6300 кв. км. , оказалось аномально большим. Сам по себе бассейн Эйткена, глубиной 13 км, чрезвычайно интересен, но речь не о нём. Принятый сигнал удивительно напомнил отражение от ледяных полей Арктики.

Впрочем, для ученых это не стало неожиданностью. Идея о существовании льда на Луне была выдвинута американскими исследователями К. Уотсоном, В. Мюррейем и Х. Брауном более 30 лет назад - еще до периода активных космических исследований нашего спутника. Сталкивающиеся с Луной небесные тела, которые содержат воду, передают ее лунной атмосфере, причем молекулы воды могут конденсироваться в наиболее холодных участках приполярных районов. Таким образом, затененные участки - это холодные ловушки для воды и, возможно, других летучих соединений. А так как вблизи лунных полюсов Солнце не поднимается высоко и поэтому не может осветить дно глубоких кратеров, там вполне могли бы сохраниться залежи водяного льда. Как установили учёные, в зоне широт от полюсов до 87,5 град. площадь постоянно затемнённых местностей составила на севере - 1030 квадратных км, а на юге - 2550 квадратных км.



Сходный характер отражения был обнаружен ранее у ледяных галилеевых спутников Юпитера. Если результаты радарного эксперимента интерпретировать, предположив, что лунный реголит в этих районах представляет собой смесь льда с силикатными породами, то концентрация льда должна составлять всего доли процента, а общий объем его - несколько кубических километров. Впрочем, данные "Клементины" не подтвердились исследованиями с помощью радиотелескопа в Аресибо. Аномальный радиосигнал был получен и от экваториальных районов Луны, где существование льда заведомо исключается. Поэтому сообщение об обнаружении воды так и не попало в прессу.

Доказал присутствие льда в полярных регионах другой американского космический аппарат "Лунар-Проспектор", запущенный в январе 1998 г. Лёд был обнаружен в ходе проведения нейтронной спектроскопии лунной поверхности. По измерениям средней энергии нейтронов (возникших в лунном грунте в результате действия космических частиц и покинувших поверхность) можно оценить содержание водорода в реголите. И нейтронный спектрометр "Лунар-Проспектора" зарегистрировал уменьшение средней энергии медленных нейтронов в районах Северного и Южного полюсов. А по измерениям потока быстрых нейтронов определил концентрацию воды (одного из эффективных замедлителей таких нейтронов) в лунных породах. Интенсивности потоков быстрых нейтронов от полярных и экваториальных районов оказались одинаковыми. Это говорит о том, что на полюсах нет сплошных ледяных покровов, а вода присутствует в виде мелких кристаллов льда в лунном реголите. Концентрация ее - всего 0.3 - 1% (мас.) .

Пространственное разрешение нейтронного спектрометра невелико - 150 км. Поэтому площадь холодных ловушек оценивается довольно грубо. К сожалению, по измерениям нейтронного потока от Луны можно определить содержание воды только в верхнем, полуметровом слое реголита. Оценки ее распределения на больших глубинах неоднозначны. Предполагаемая масса лунной воды оценивается в 3 млрд тонн на каждом полюсе.