Художник, отображающий то, как мог бы выглядеть будущий космический лучевой инструмент, прикрепленный к спутнику, вращающемуся на луне. Кредит: Кристиан Мики, факультет физики, Гавайский университет в Маноа
Ученые и исследователи космоса были на охоте, чтобы определить, где и сколько льда присутствует на Луне. Водный лед был бы важным ресурсом на будущей лунной основе, так как его можно использовать для поддержки людей или быть разбитым на водород и кислород, ключевые компоненты ракетного топлива.
Гавайский университет в Маноа исследователи используют два инновационных подхода для продвижения поиска льда на Луне.
Скауты ShadowCam для поверхностного льда
Водный лед ранее был обнаружен в постоянно затененных районах северных и южных полюсов Луны Шуаем Ли, помощником исследователя в Институте геофизики и планетологии Гавайев в Школе океана и технических наук и технологий (SOEST).
Новое исследование, проведенное Джорданом Андо, аспирантом планетарных наук в лаборатории LI, рассмотрел изображения с специализированной камеры, «ShadowCam», который был на борту орбитального паттерна Кореи аэрокосмических исследований. Исследование было опубликовано в журнале Planetary Science.
Кратеры в полярных регионах Луны не получают прямой солнечный свет, но солнечный свет, который отскакивает от одной стороны кратера, может косвенно осветить другую сторону. ShadowCam, разработанная специально для того, чтобы смотреть только на темные, постоянно затененные участки на Луне, чрезвычайно чувствителен к косвенному свету, отраженному от лунной поверхности.
«Лед, как правило, ярче, то есть отражает больше света, чем камни», — сказал Андо. «Мы проанализировали высококачественные изображения из этой чувствительной камеры, чтобы очень внимательно посмотреть на эти постоянно затененные участки, и исследовать, приводит ли водный лед в этих регионах к широкому прояснению поверхности».
В то время как лед в затененных областях не значительно осветлял поверхность, анализ команды изображений ShadowCam помогает уточнить оценку количества льда, которое может быть на лунной поверхности. Предыдущий метод Ли предположил, что лунная поверхность содержит от 5% до 30% водяного льда. Анализ изображений ShadowCam сужает диапазон, что указывает на то, что водный лед составляет менее 20% от лунной поверхности.
Описание художника о том, что может быть большим захороненным ледяным месторождением ниже холодных, постоянно озеленных регионов на Луне. Техника исследователей UH Manoa может выявить первое доказательство тонких слоев льда на глубине 5–10 м. Кредит: Costello et al. 2025.
Космические лучи помогают искать похоронный лед
В дополнение к этим исследованиям лунного льда на поверхности, другая группа исследователей UH Mānoa с HIGP и Департаментом физики и астрономии опубликовала исследование в геофизических исследовательских письмах, в котором изложено инновационный подход для обнаружения захороненных отложений льда на полюсах Луны.
«Благодаря нашему недавнему исследованию мы показали, что новая техника для обнаружения захороненной воды на Луне возможна с использованием естественных космических лучей»,-сказала Эмили С. Костелло, ведущий автор и постдокторский исследователь в HIGP.
«Эти сверхвысокоэнергетические космические лучи ударяют по лунной поверхности и проникают в слои внизу. Лучи излучают радарные волны, которые отскочили от похороненного льда и слоев скал, которые мы можем использовать, чтобы вывести то, что находится под поверхностью».
Команда использовала расширенное компьютерное моделирование, которое проверяет, как радиолокационные волны проходят по лунной почве и как они кодируют информацию о возможных слоях захороненных льдов.
Постоянно затененные регионы на северных (L) и южных (R) полюсам были исследованы для водного льда. Кредит: Shuai Li
«Этот метод поиска водного льда на Луне совершенно новый и действительно захватывающий»,-сказал Кристиан Тай Удович, соавтор исследования, который представил результаты на недавней конференции по лунной и планетарной науке в Хьюстоне, штат Техас.
Откройте для себя последние в науке, технологии и пространстве с более чем 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org для Daily Insights. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления о прорывах, инновациях и исследованиях, которые имеют значение — ежедневно или еженедельно.
«Поскольку он опирается на физику с высокой энергией, в которой участвуют только несколько ученых в мире, даже ученые планеты, которые изучают способы найти лунный водный лед, часто удивляются, когда слышат об этой технике».
Команда исследователей отдела HIGP и физики работает над созданием радиолокационного инструмента, специально настроенного для прослушивания этих сигналов на Луне и надежды проверить полную систему к началу 2026 года. Они будут искать возможности отправить его на Луну, чтобы надеяться, что впервые обнаружит его на Луну.
«Все больше и больше, Гавайи становится центром исследования космоса и, в частности, изучением Луны», — сказал Костелло.
«Эти проекты, возглавляемые учеными UH MANOA, представляют собой перспективные возможности для студентов и специалистов на Гавайях, чтобы возглавить и участвовать в начинающей космической индустрии».
Информация от: Университетом Гавайев в Маноа
