«Чанъэ-6» доставил на Землю камни с обратной стороны Луны — что может содержать этот образец?

Китай совершил исторический подвиг, вернув первый в истории образец с обратной стороны Луны в июне 2024 года. Его лунный модуль, Чанъэ-6, использовал роботизированный ковш и бур, чтобы собрать около 5 фунтов (2 килограммов) камней и почвы. Эти образцы вернулись на Землю 25 июня 2024 года.

«Чанъэ-6» развивал достижения двух предыдущих китайских миссий: «Чанъэ-4», совершившей мягкую посадку на обратной стороне Луны и использовавшей марсоход для исследования поверхности, и «Чанъэ-5», которая доставила образцы с видимой стороны Луны.

Ученые ожидают, что образцы, полученные с «Чанъэ-6», не только предоставят важные геологические знания о Луне, но и улучшат их понимание Земли и ранней истории Солнечной системы.

Ученые, изучающие Луну, в том числе и я, были очарованы обратной стороной Луны с тех пор, как в 1959 году Советский Союз запустил станцию ​​«Луна-3», которая показала, что обратная сторона Луны выглядит совсем иначе, чем видимая.

Обратная сторона Луны

Поскольку одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле, вы можете увидеть обратную сторону только с помощью космического корабля. Обратная сторона не постоянно темная — она чередуется между двумя неделями дня и двумя неделями ночи, как и в любом месте на Луне.

Снимки, полученные с помощью космических аппаратов, показывают, что около трети видимой стороны Луны состоит из темных, гладких равнин, тогда как на обратной стороне такие равнины имеются лишь на 1%.

Эти темные равнины когда-то были потоками вулканической лавы, похожими на те, что можно найти на Земле на Гавайях, в восточной части штата Вашингтон и в Индии.

Снимки, полученные с лунной орбиты, говорят исследователям, что на этих равнинах когда-то были вулканические жерла, конусы, купола, обвалившиеся воронки и каналы.

Только миссии Chang'e 4 и Chang'e 6 приземлились на обратной стороне Луны, в то время как 25 космических аппаратов успешно совершили мягкую посадку на ближней стороне. Миссия с посадкой на дальней стороне сложнее, поскольку управление полетом не может напрямую видеть или разговаривать с космическим аппаратом. Поэтому необходим второй космический аппарат для передачи информации между посадочным модулем и Землей. Китай использовал свой орбитальный спутник Queqiao-2, который был запущен в марте 2024 года.

Тачдаун Чанъэ 6

6 июня 2024 года Chang'e 6 приземлился в колоссальном бассейне Южный полюс-Эйткен, ширина которого составляет около 1550 миль (2500 км), а глубина — 5 миль (8 км). Это крупнейшая ударная структура в Солнечной системе: чашеобразное образование, образовавшееся при столкновении астероида с телом, что вызвало огромный взрыв.

На вершине Южного полюса-Эйткина находится немного более молодая и гораздо меньшая ударная структура, называемая бассейном Аполлона, диаметром около 308 миль (492 км).

Ударные бассейны обнажают глубокие недра Луны, как керн бура. Например, удар, который создал бассейн Южный полюс-Эйткин, мог удалить часть коры Луны, обнажив материалы глубоко внутри Луны — до 62 миль (100 км) в глубину. Последующее столкновение Аполлона затем удалило бы еще больше материала. Таким образом, возвращенные образцы, вероятно, будут содержать некоторые породы, которые отличаются от тех, что находятся в текущей коллекции образцов.

Chang'e 6 приземлился здесь, на некоторых редких вулканических отложениях дальней стороны. Анализ состава вулканических пород, которые привез Chang'e 6, может помочь исследователям выяснить, почему на ближней стороне так много вулканических отложений. Ученые также смогут сравнить возраст этих пород дальней стороны с породами извержений вулканов на ближней стороне, которые произошли примерно 3,9–3,2 миллиарда лет назад.

Измерение фактического возраста пород поможет ученым усовершенствовать другие методы, такие как подсчет кратеров, которые используются для оценки возраста поверхностных образований на планетах.

Поскольку поверхности планет накапливают больше кратеров, чем дольше они существуют, исследователи могут оценить возраст поверхности планеты, сравнивая количество кратеров, которые они могут подсчитать, с теми, которые генерирует смоделированная модель. Но подсчет кратеров не очень точен — наличие реальных образцов горных пород может помочь исследователям выяснить, как улучшить эти методы.

Раскрывая тайны расплавленного прошлого Луны

Исследователи предполагают, что Луна, как и некоторые каменистые планеты, когда-то была почти полностью расплавленной. Так что в течение короткого периода времени в начале своей истории Луна была просто лавой с небольшим количеством или без твердой породы.

Место посадки Chang'e 6 может содержать материалы из мантии Луны — слоя под ее корой. Эти образцы могут помочь ученым понять, как Луна эволюционировала из магматического океана в геологические слои — затвердевшую кору, мантию и ядро.

Данные из этих образцов также могут дать подсказки об эволюции Земли на последних стадиях формирования планет. Ученые предсказывают, что около 4 миллиардов лет назад множество астероидов и комет обрушилось на каменистые планеты, такие как Земля. Мы называем этот период периодом «лунного катаклизма». Изучение определенных пород из кратеров на Луне может помочь ученым узнать больше об этой эпохе.

Поскольку бассейн Южный полюс-Айткин является старейшей хорошо сохранившейся структурой на Луне, он может содержать доказательства того, произошло ли количество ударов, формирующих бассейн, в течение более длительного периода времени, например, 500 миллионов лет, или более короткого периода, например, 200 миллионов лет. Знание временной шкалы поможет оценить интенсивность ударов во время формирования Солнечной системы.

Научный дар с той стороны

Внеземные материалы, такие как образцы с Луны, Марса, астероидов и комет, — это дары, которые продолжают приносить пользу.

Ученые будут курировать и поддерживать эти образцы в лабораториях, чтобы сохранить их в первозданном виде. Этот процесс распределит некоторые из драгоценных образцов для анализа с помощью самого современного оборудования. Остальные будут сохранены для будущих поколений ученых, чтобы исследовать новые вопросы, которые возникнут через десятилетия.

Наука достигает наибольшего прогресса, когда ученые обмениваются идеями, данными и образцами. В конце 2023 года Китайское национальное космическое управление предоставило образцы с Chang'e 5 группе международных исследователей. Я ожидаю увидеть аналогичную программу обмена образцами для образцов с Chang'e 6.

Однако этот обмен не идет в обе стороны. NASA не может напрямую делиться образцами, которые они курируют, с китайскими исследователями из-за поправки Вульфа, которая запрещает NASA использовать средства для сотрудничества с Китаем в любых программах.

Будущие планы Китая по исследованию Луны включают миссии Chang'e 7 и 8, запланированные на 2026 и 2028 годы соответственно. Эти миссии приземлятся на южном полюсе для поиска водяного льда, льда из углекислого газа, также известного как сухой лед, и метана в форме льда. Недавно отмененный марсоход NASA VIPER имел схожие цели. Эти миссии помогут Китаю выяснить, где разместить свою Международную лунную исследовательскую станцию, которая запланирована на 2030 год.

Информация от: The Conversation