В 2009 году НАСА намеренно разбило космический корабль о Луну и использовало небольшой следящий космический аппарат для наблюдения за результатами: спутник для наблюдения и зондирования лунных кратеров (LCROSS) был разработан для поиска замороженной лунной воды и других летучих веществ в лунном реголите путем сбивания их с Луны.
Летучие вещества — это материалы, которые легко испаряются или переходят из жидкого состояния в газообразное. Удар LCROSS поднял облако реголита, содержащего большое количество воды (5,6% по массе), а также небольшое количество углекислого газа, диоксида серы, метана и аммиака. Но это произошло в постоянно затененной области Луны, из-за чего ученые не смогли напрямую наблюдать кратер после его образования.
Теперь новое исследование обнаружило кратер, оставленный миссией LCROSS, что позволяет ученым лучше контекстуализировать результаты миссии и информировать о будущих усилиях по обнаружению и использованию ресурсов на Луне. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
Для этого Фассетт и его команда использовали два источника данных. Миниатюрный радиочастотный прибор на Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) наблюдает за Луной на радиолокационных длинах волн для поиска подповерхностного водяного льда. ShadowCam на Korea Pathfinder Lunar Orbiter — это сверхчувствительная камера, запущенная в 2022 году и специально созданная для наблюдения за вечно темными областями Луны. Ее возможности позволили исследователям увидеть кратер LCROSS напрямую и подтвердить, что изменения в отражательной способности на основе радара, зафиксированные LRO после удара, соответствуют новому кратеру.
Исследователи сообщают, что диаметр ударного кратера LCROSS составляет около 22 метров, что немного меньше первоначальной оценки команды LCROSS. Чтобы определить возраст летучих веществ, выброшенных LCROSS, исследовательская группа включила в модель знания о наклоне Луны на протяжении всей истории и информацию о том, как удары нарушают лунную кору.
Они обнаружили, что реголит, выброшенный из кратера, вероятно, был потревожен между 100 и 500 миллионами лет назад, а место падения LCROSS вошло в постоянную тень только ~900 миллионов лет назад, что делает его относительно молодым. Этот результат подтверждает более ранние свидетельства, которые предполагают, что сами летучие вещества молоды и пришли извне Луны — возможно, из комет, астероидов или солнечного ветра — а не из-за вулканических извержений в начале истории Луны.
Эти результаты дали исследователям дополнительный контекст относительно происхождения и распределения воды на Луне. Эти данные могут быть дополнены будущими миссиями, такими как Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER).
