Исследования показали, что в постоянно затенённых регионах (PSR) на южном полюсе Луны может скрываться значительный запас водяного льда. Эти PSR, куда никогда не проникает солнечный свет, представляют собой ценный источник для получения питьевой воды, кислорода и даже ракетного топлива.
Проект картографирования LAMP (Lyman Alpha) от NASA обнаружил от 2 до 60 тонн поверхностной воды на дне PSR. Однако новое исследование вызывает беспокойство: могут ли ракеты, которые доставят людей на Луну, загрязнять этот драгоценный ресурс?
Согласно исследованию, опубликованному в журнале The Planetary Science Journal, космический корабль SpaceX Starship, выбранный NASA для высадки астронавтов программы Artemis на Луну, может испортить местный водный лёд.
Исследование под руководством Билла Фаррелла из Института космических наук в Колумбии (штат Мэриленд), показало, что выбросы при посадке Starship могут загрязнить более 10 тонн водяного льда в PSR.
В исследовании также рассмотрена историческая деятельность в контексте посадок лунных модулей Apollo. Могли ли они при посадке повредить часть или весь наблюдаемый проектом LAMP поверхностный лёд в PSR?
Исследовательская группа обнаружила, что это не так. Посадки Аполлона привнесли лишь незначительную часть поверхностной воды в PSR, менее 1%. Это незначительное количество по сравнению с подповерхностным льдом PSR.
«Однако посадки Starship в южном полярном регионе за счёт теплового воздействия могут существенно увеличить количество воды в PSR, возможно, превысив массу существующего поверхностного инея в PSR всего за четыре посадки», — говорится в исследовании.
Вывод заключается в том, что естественный водный слой в PSR, как ожидается, будет изменён (заграязнён, растоплен или увеличен) при посадках Starship. «Эта водная масса, которая будет образована из-за антропогенного вмешательства, отложенная на поверхности PSR, может уменьшить или исказить способность понимать состояние естественного поверхностного ледяного реголита», — предполагают учёные.
Исследовательская группа использовала модель экзосферы, чтобы определить количество воды, выброшенной в полярный регион в результате прилунений космических аппаратов Apollo в 20 веке и Starship в 21 веке.
«Оказывается, что около 20% воды в высоких широтах попадают в постоянно затенённые кратеры на южном полюсе», — сказал Фаррелл.
Исследователи отмечают, что происхождение поверхностного ледяного реголита, наблюдаемого LAMP, до сих пор неизвестно. Это может быть признаком выступов более глубокого льда, обнаруженного спектрометрами на борту орбитального аппарата NASA Lunar Prospector и LRO.
Однако Фаррелл добавил, что это также может быть один или несколько других источников, включая активные источники, такие как миграция воды, вызванная солнечным ветром, или вода, поступающая из микрометеоритов.
«Большие посадочные модули, доставляющие десятки тонн воды в "холодные водяные ловушки", могут помешать учёным точно определить источник этого поверхностного льда», — сказал Фаррелл.
Исследователи предлагают использовать существующие и будущие орбитальные и посадочные аппараты для изучения влияния посадок на «холодные ловушки» в PSR. Это поможет определить влияние выбросов ракет на поверхностный ледяной реголит.
Для проверки NASA после запуска исследовательского лунохода VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), возможно, сможет провести разведку и изучить влияние на воду посадками Starship.
VIPER и его набор инструментов должны оказаться на Луне до посадки Starship. Этот луноход может предоставить первый в истории «коэффициент улавливания» PSR на месте, используя информацию о выбросах двигателя Starship.
Исследователи подчёркивают важность защиты этого ценного ресурса для будущих исследователей. Они призывают к осторожному подходу к посадке на Луну и предлагают использовать VIPER и другие инструменты для изучения влияния этих посадок на водный лёд в PSR.