Происхождение лунной воды долго оставалось предметом споров. Ранее преобладала версия о заносе влаги астероидами и кометами в период поздней интенсивной бомбардировки около 4,1–3,8 млрд лет назад. Однако новые данные указывают на постепенное накопление воды. К такому выводу пришли специалисты Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP) и Института планетологии (PSI), показавшие, что процесс продолжался миллиарды лет.
Работу возглавил Одед Ахаронсон из Института науки Вейцмана, также связанный с LASP и PSI. В исследовании участвовали Пол О. Хейн и Норберт Шёргофер, представляющие Университет Колорадо в Боулдере и PSI. Итоги опубликованы в Nature Astronomy.
Лед на Луне рассматривается как важный ресурс для будущих баз в районе бассейна Южного полюса — Эйткена. НАСА, ЕКА, Китай и Россия ранее заявляли о планах размещения модулей рядом с постоянно затененными областями. Вода может использоваться для питья, сельского хозяйства и получения топлива — жидкого водорода и кислорода.
Первые намеки на наличие воды появились еще в миссиях «Аполлон», когда в доставленных образцах обнаружили следы влаги. Тогда их сочли загрязнением, но позднее данные подтвердились. Часть воды формируется при взаимодействии частиц солнечного ветра с кислородом в реголите. Более поздние миссии, включая орбитальный аппарат LRO, выявили значительные запасы льда в полярных «холодных ловушках».
Для анализа ученые использовали температурные данные прибора Diviner Lunar Radiometer Experiment (DLRE) на борту LRO и компьютерные модели эволюции кратеров. Ахаронсон отметил, что поиск доступной воды за пределами Земли остается одной из ключевых задач астрономии.
Моделирование позволило выделить наиболее темные кратеры, дольше всего находящиеся в тени. По данным LAMP, именно в старейших из них сосредоточены крупнейшие залежи льда. Кратер Хоторн у Южного полюса, вероятно, остается в тени более 3 млрд лет и рассматривается как перспективный объект для будущих миссий.
Хейн указал, что наибольшее количество льда сосредоточено в самых древних кратерах, что свидетельствует о длительном и непрерывном накоплении воды на протяжении 3–3,5 млрд лет. При этом распределение льда неоднородно и различается от кратера к кратеру.
В числе возможных источников воды рассматриваются древняя вулканическая активность, перенос вещества кометами и астероидами, а также влияние солнечного ветра. При этом версия о разовом поступлении воды в прошлом исключается.
Исследование также учитывает изменения наклона Луны со временем, из-за чего современные затененные кратеры не всегда находились в тени. Хейн отметил, что окончательные ответы о происхождении воды возможны только после анализа образцов непосредственно на месте или их доставки на Землю.
Рассматриваются как автоматические миссии по возврату образцов из кратера Хоторн, так и пилотируемые экспедиции. Подобные задачи могут войти в программу «Артемида» или китайские лунные проекты с высадкой после 2030 года.
Параллельно ведется разработка новых инструментов для исследований. В Университете Колорадо в Боулдере создается система Lunar Compact Infrared Imaging System (L-CIRiS), которую НАСА планирует разместить в районе Южного полюса Луны к концу 2027 года.
