Для исследования Солнечной системы и объектов, находящихся за ее пределами, космические корабли должны быть способны участвовать в долгосрочных миссиях. Одно из препятствий, стоящее сейчас перед людьми, — топливо. В космосе нет заправочных станций, где пилотируемые аппараты могли бы пополнить свои запасы, а это значит, что все программы будут ограничены количеством топлива на борту.

В качестве возможного решения предлагается добывать сырье на других небесных телах — например, на Луне. Это поможет не только увеличить продолжительность миссий, но и может снизить стоимость полетов. Одним из главных источников топлива сегодня считается водный лед, из которого можно получить водород. Несмотря на то, что прошлые исследования неоднократно показывали, что в кратерах спутника Земли действительно могут быть залежи замерзшей воды, астрономы все равно стараются получить больше информации о его распределении на поверхности.

Кевин Кэннон (Kevin M.Cannon) и Даниель Бритт (Daniel T.Britt) из Университета центральной Флориды создали модель, которая позволяет оценить вероятность нахождения льда в тех или иных областях Луны в масштабах от десятков метров до гектаров. Ученые использовали данные, собранные спутниками, а также во время первых лунных миссий. Основное внимание в модели отдается источникам водного льда, которыми, в основном, выступают падающие на Луну астероиды и кометы, и процессу захвата молекул на поверхности и под ней. Чтобы проверить свои результаты, астрономы провели симуляцию ударных событий, а также рассмотрели, как будут эволюционировать залежи льда.

Симуляция показала, что распределение льда из-за падения астероидов должно стать относительно однородным в масштабе от метра до гектара. Высокие концентрации водного льда будут располагаться случайным образом, а не скапливаться в отдельных участках, как на Земле. Модель показала, что основные залежи будут находиться на глубине не менее 10 сантиметров, даже в тех местах, где условия относительно стабильны на поверхности.

Кроме того, ученые создали индекс благоприятности условий для существования льда, учитывающий, как хорошо захватываются и удерживаются молекулы воды в том или ином регионе. Этот индекс исследователи применили к южному полюсу Луны. Одно из самых высоких значений оказалось у кратера Кабео, что, вероятно, является следствием его древности, а также наличия крупных холодных ловушек, а одно из самых низких — у кратера Шеклтона.

Ученые надеются, что их модель поможет в будущем командам, занимающимся проектами по добыче льда на Луне, определить наиболее удачное место для посадки. Тем не менее, исследователи отмечают, что их работа не дает точных данных о залежах.

Источник: N+1

Оригинальная статья: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103520301652