Изграждането на космическа станция на Луната може да изглежда като сюжет от научнофантастичен филм, но всяка нова лунна мисия приближава тази идея до реалността. Учените се насочват към потенциални резервоари на лунен лед в постоянно затъмнените райони (PSR). Те са от ключово значение за изграждането на каквато и да е устойчива лунна инфраструктура.

В края на август 2023 г. индийският спускаем апарат "Чандраян-3" кацна на лунната повърхност в южната полярна област, за която учените подозират, че може да съдържа лед. Това кацане бележи важен етап не само за Индия, но и за научната общност като цяло.

За планетарните учени като мен измерванията от инструментите на борда на спускаемия модул "Викрам" на "Чандраян-3" и неговия малък шестколесен роувър "Прагян" предоставят вълнуващ поглед отблизо към частите на Луната, в които има най-голяма вероятност да има лед. По-ранни наблюдения показаха, че в някои постоянно засенчени райони има лед, но оценките за количеството, формата и разпределението на тези ледени залежи се различават значително.

Екипът в Лабораторията по атмосферна и космическа физика има за цел да разбере откъде се е появила водата на Луната. Възможни варианти са комети или астероиди, които се сблъскват с Луната, както и вулканична дейност и слънчев вятър.

Всяко от тези събития оставя отличителен химически отпечатък, така че ако можем да видим тези отпечатъци, може би ще успеем да ги проследим до източника на водата. Например сярата се очаква да бъде в по-големи количества в лунните ледени залежи, ако ледът е създаден от вулканична дейност, а не от комети.

Подобно на водата, сярата е "летлив" елемент на Луната, тъй като на лунната повърхност тя не е много стабилна. Тя лесно се изпарява и се губи в Космоса. Като се има предвид нейната темпераментна природа, се очаква сярата да се натрупва само в по-студените части на Луната.

Макар че спускаемият апарат "Викрам" не кацна в трайно засенчен район, той измери температурата на висока южна ширина - 69,37° ю.ш., и успя да идентифицира сяра в почвените зърна на лунната повърхност. Измерването на сярата е интригуващо, тъй като тя може да насочи към източника на вода на Луната.

Така че учените могат да използват температурата като начин да открият къде могат да попаднат подобни летливи вещества. Температурните измервания от "Чандраян-3" могат да позволят на учените да тестват моделите на стабилност на летливите вещества и да разберат колко скоро сярата може да се е натрупала на мястото на кацане.

"Викрам" и "Прагян" са най-новите от поредицата космически апарати, които помагат на учените да изследват водата на Луната. Лунният разузнавателен орбитален апарат на NASA беше изстрелян през 2009 г. и прекара последните няколко години в наблюдение на Луната от орбита.

Както индийският орбитален апарат "Чандраян-1", така и LRO позволиха на учените да използват ултравиолетови и близки до инфрачервените наблюдения, за да идентифицират леда в постоянно засенчените региони чрез измерване на химическите отпечатъци на водата. Окончателно беше открит воден лед в някои от тези региони вътре в най-студените сенки на лунните полюси, но учените все още не са сигурни защо ледът не е по-широко разпространен.

За разлика от това на Меркурий постоянно затъмнените области са практически препълнени с лед. От няколко години учените осъзнават необходимостта да слязат на повърхността и да направят по-подробни измервания на лунните летливи вещества. Със своите открития на сяра спускаемият модул "Викрам" вече е направил първите предварителни стъпки като част от по-голяма изследователска програма.

NASA също се е насочила към южния полюс на Луната. Преди мисията "Артемида III", която ще изпрати астронавти за изследване на леда на повърхността, програмата "Комерсиални услуги за полезен товар на Луната" ще изпрати множество спускаеми апарати и роувъри за търсене на лед, започвайки по-късно през 2023 г.

Макар и да има несигурност около графика на изстрелванията на "Артемида", първата мисия с екипаж, "Артемида II", е на път да бъде изстреляна в края на 2024 г. или началото на 2025 г., като траекторията ще премине зад далечната страна на Луната и ще се върне на Земята. Лунната компактна система за инфрачервени изображения, на която съм главен изследовател, е инфрачервена камера, която ще прави измервания на температурата и ще изучава състава на повърхността на Луната.

Наречена L-CIRiS, тази камера неотдавна премина последния си преглед, преди да бъде доставена на NASA, а завършеният летателен инструмент ще бъде подготвен за изстрелване на спускаем апарат в края на 2026 г.

Преди L-CIRiS, в края на 2024 г. се планира да бъде изстреляна мисията на марсохода VIPER към южната полярна област на Луната, където той ще носи инструменти за търсене на лед в микростудени капани. Предполага се, че тези миниатюрни сенки, някои от които не по-големи от стотинка, съдържат значително количество вода и са по-достъпни от по-големите PSRs.

Една от дългосрочните цели на L-CIRiS и на програмата на NASA за комерсиални услуги за полезен товар на Луната е да се намери подходящо място за дългосрочна, устойчива лунна станция. Астронавтите биха могли да останат в тази станция, потенциално подобна на тази в станция Макмърдо в Антарктида, но тя ще трябва да бъде донякъде самодостатъчна, за да бъде икономически жизнеспособна. Доставянето на вода до Луната е изключително скъпо, поради което разполагането на станцията в близост до ледени резервоари е задължително.

По време на мисията "Артемида III" астронавтите на NASA ще използват информацията, събрана от програмата "Комерсиални услуги за полезен товар на Луната" и други мисии, включително "Чандраян-3", за да оценят най-добрите места за събиране на проби. Измерванията на температурата и състава на "Чандраян-3" и L-CIRiS са като тези, които ще са необходими за успеха на "Артемида". По този начин сътрудничеството между млади и стари космически агенции се превръща в ключова характеристика на едно дългосрочно и устойчиво човешко присъствие на Луната.

Снимка: Roscosmos/NASA

Виж още: Това е новата ракета за многократна употреба на Джеф Безос