Китайский аппарат нашел воду на Луне

12:23 12 Январь Киев, Украина

Китайский аппарат «Чанье-5», кроме как вернуть на Землю несколько килограммов лунного грунта, принес еще снимки со своей панорамной камеры PCAM. И за ними планетологи нашли светлый камень с ямочной поверхностью, отражающая способность которого позволила оценить количество воды в реголите в 180 частей на миллион. Это больше, чем мог бы принести солнечный ветер, поэтому учёные рассчитывают на дополнительный источник из недр Луны. Работа опубликована в Science Advances.

Что Китай делал на Луне?

Космический аппарат Чанье-5 стал третьим для Китая визитом на Луну, в рамках которого на лунную поверхность спустились посадочный и подъемный модули, пока на орбите нашего спутника остались орбитальный аппарат и модуль возвращения. Первая пара опустилась на поверхность Луны 1 декабря у горы Рюмкера на севере лунного Океана Бур. Уже 17 декабря к модулю возврата на орбите временно подключился подъемный модуль с поверхности спутника, чтобы затем привезти на Землю два килограмма лунного грунта. Это первая миссия с возвращением образцов с Луны после советской миссии «Луна-24» в 1976 году.

Тем временем в Океане Бур остался посадочный модуль «Чанье-5». Место его посадки – огромная местность на Луне, базальтовая равнина, которая считается очень молодой, учитывая небольшое количество кратеров. Недавно анализ привезенной оттуда почвы показал, что образцы оказались намного моложе, чем ожидалось, их возраст оценили в 1,97 миллиарда лет. И теперь появились результаты анализа ученых Китайской академии наук на поверхности места посадки, которую аппарат оценил с помощью своей панорамной камеры PCAM, спектрометра LMS и радара. В исследовании приняли участие исследователи Гавайского университета в Маноа, Шанхайского института технической физики и Нанкинского университета.

За чем наблюдал посадочный модуль?

С помощью спектрометра ученые получили спектры отражения пород, что дало возможность оценить минеральный состав и общее содержание воды в месте отбора проб и посадки. Под водой ученые понимают гидроксил или собственно H2O. Судя по полученным фотографиям, местность вокруг «Чанье-5» покрыта темным реголитом, на котором изредка встречаются небольшие, не более 50 сантиметров, обломки более светлых пород. И один из таких, который назвали CE5-Rock, продемонстрировал гораздо более сильное поглощение в видимой и инфракрасной областях спектра, что потенциально указывает на более высокое содержание воды в породе.

По этим данным планетологи получили значение эффективной толщины поглощения одной частицей (effective single-particle absorption thickness, ESPAT). Оно по длине волны в 2,85 микрометра покажет полное содержание воды на поверхности. В итоге полученные данные о содержании воды показали: вблизи посадки Чанье-5 ее количество варьируется от почти незаметных для приборов 30 частиц на миллион до примерно 120.

Впрочем, такие значения можно объяснить солнечным ветром, который считается основным источником воды на Луне, а также повреждением этого слоя реголита при приземлении «Чанье-5» или отбора проб. А вот данные о содержании воды в найденном на снимках камне CE5-Rock оказались по-другому — по ним можно предположить, что у Луны есть и другие источники воды, кроме солнечного ветра.
 
Фото:  Найден на месте проб CE5-Rock/LIN Honglei

Что не так с глыбой?

Спектральные характеристики CE5-Rock предполагают, что к месту посадки Чанье-5 он попал из другого лунного региона. Его минеральный состав породы отличается от состава реголита вокруг, а большее количество плагиоклаза и меньший ильменит объясняет более светлый цвет. Ученые считают, что такой состав указывает, что CE5-Rock мог быть выброшен из-под окружающего старого базальта с низким содержанием титана. Тем более что несколько новых кратеров у места посадки «Чанье-5» достаточно велики, чтобы пробить базальтовый слой.

Отверстия в CE5-Rock свидетельствуют о его дегазации, а результаты моделирования показывают, что поверхность CE5-Rock имеет мелкозернистую текстуру, также часто встречающуюся в образцах, привезенных американскими «аполлонами». Если да, то размер частиц в нем можно оценить от 60 до 80 микрометров, что позволяет оценить содержание воды в 180 частиц на миллион или 180 г воды на тонну. Это гораздо выше, чем в реголите вокруг, поэтому обнаруженная в CE5-Rock «избыточная» вода может происходить из дополнительных источников в недрах Луны. Например, богатый водой источник магмы, из которого образовался CE5-Rock.

Ученые считают, что если бы размер частиц в найденном камне был эквивалентен размеру таковых в реголите вокруг, то оценка содержания воды была бы ниже, однако и параметры CE5-Rock были бы другими. Таким образом, исследователи предполагают, что CE5-Rock содержит больше воды, чем другие материалы, обнаруженные на участке. Они планируют разработать новые модели для оценки содержания воды в образцах горных пород, чтобы определить, существует ли именно внутримесячная вода в CE5-Rock.