В этом году НАСА планирует посадить роботизированную буровую машину на Луну под названием Polar Resources Ice Mining Experiment 1 или PRIME 1. Место посадки: кратер по имени Шеклтон, расположенный почти точно на южном полюсе Луны.

Это не первый раз, когда кратер Шеклтон находится в центре внимания исследователей. В дополнение к новой миссии по бурению кратер Шеклтон был исследован с орбиты Лунным орбитальным аппаратом НАСА 4, Клементиной, а также лунным разведчиком и лунным разведывательным орбитальными аппаратами. Японский орбитальный аппарат SELENE и Chandrayaan 1 из Индии также исследовали кратер. В целом, кратер Шеклтон был исследован камерами, поражен радаром, обнюхан датчиками и даже физически — все это в постоянных научных усилиях по изучению его секретов.

Но почему? С Луной, где живут миллионы и миллионы кратеров, размером от огромного (бассейн Имбриума, в который текла лава, чтобы сделать Mare Imbrium) до крошечного (микрометеоритные ямы на скалах), почему Шеклтон должен быть выделен для всего этого внимания? Ответ многогранен, но сводится к двум важным особенностям: постоянному свету и постоянной темноте. Оба атрибута могут иметь последствия для будущих исследований человека — и НАСА серьезно рассматривает область вокруг кратера Шеклтон как возможную посадочную площадку для будущих посадок людей, которые являются целью его программы Artemis.

Уникальное освещение

Если вы когда-либо посещали далекие северные или южные регионы Земли, вы не понаслышке понимаете уникальные условия освещения полярных регионов в определенные части года. Например, места за Полярным кругом испытывают 24-часовой солнечный свет летом и 24-часовую темноту зимой, а на юге ситуация обратная. Высокие широты и сезонные эффекты осевого наклона Земли 23,5° ответственны за эти крайности.

Ситуация на Луне несколько иная. Поскольку осевой наклон Луны составляет всего 1,5°, сезонные изменения минимальны. Это означает, что пики на лунных полюсах могут испытывать почти постоянный дневной свет, в то время как ямы могут вообще никогда не видеть Солнца, оставаясь в постоянной тени.

Кратер Шеклтон предлагает обе эти крайности в одном месте: части края кратера остаются в почти круглогодичном солнечном свете, в то время как дно кратера постоянно темное.

Лед в тени

Так почему же постоянная темнота на Луне так важна? Одним словом: лед. Луна — это место, в котором практически нет атмосферы и жидкой воды, поэтому посещающие астронавты должны взять с собой все свои расходные материалы-тяжелое и, следовательно, дорогое предприятие.

Но беспилотные космические аппараты предоставили хорошие доказательства залежей льда в затененном интерьере Шеклтона — сохранились от испарения благодаря чрезвычайно низким температурам там. С точки зрения исследования человеком значительное количество лунного льда представляет собой несколько преимуществ:

Кислород, чтобы дышать. Довольно простая химическая реакция с электрическим приводом, называемая электролизом, может разделить молекулу воды (H2o) на кислород и водород. Собирая лед, плавя его и извлекая молекулы кислорода, астронавты могли бы создать свой собственный воздух.

Топливо. И наоборот, астронавты могли бы использовать атомы водорода, выделяющиеся во время электролиза, в качестве источника топлива, в качестве ракетного топлива или просто транспортировки по лунной поверхности.
Вода для питья. Конечно, кажется странным думать, но если лунный лед присутствует в легкодоступных количествах, будущие астронавты могут растопить его для основных потребностей человека, таких как питье, приготовление пищи и стирка.

Прибор Diviner на борту лунного разведывательного орбитального аппарата отображал температуру южной полярной области, показанную здесь.

Солнечный свет

Солнечный свет также важен для электричества, которое он может обеспечить. Исследование космоса требует электрической энергии, и хотя мы можем принести эту энергию с Земли, предпочтительнее генерировать ее на месте с помощью солнечных панелей (как на Международной космической станции).

Постоянная мощность. В кратере Шеклтон у экипажа исследователей-людей будет фантастическая возможность собирать постоянный солнечный свет, круглосуточно преобразуя солнечную энергию в электричество. Создание начальной инфраструктуры может представлять собой проблему, но однажды построенные солнечные панели, расположенные вдоль края кратера Шеклтон, легко будут генерировать электроэнергию для растущей лунной базы. Солнечные панели в этой ситуации были бы даже более эффективными, чем на Земле, благодаря постоянно чистому лунному небу.

Физические свойства

Изучение кратера Шеклтон было бы драматическим опытом из-за его огромных размеров и великолепия. Астронавты Аполлона, безусловно, исследовали некоторые удивительные ландшафты, такие как Хэдли Рилл и склоны конусного кратера. Шеклтон, несомненно, предложит еще более потрясающий вид.

Дуг Кук, бывший заместитель помощника администратора Управления миссий НАСА по исследовательским системам, сказал: «Южный полюс Луны, безусловно, был бы прекрасным местом для изучения. Теперь мы знаем, что на южном полюсе есть пики высотой с гору Маккинли, а кратер в два с половиной раза глубже, чем Гранд-Каньон”.

Шеклтон необычайно глубок для своего размера, простираясь на 4 км вниз и 21 км в поперечнике. Это конусообразный кратер со стенами, которые наклоняются примерно на 30°, усеченными внизу ровным полом. Его центральный пик составляет около 200 метров (650 футов) в высоту. В то время как меньшие кратеры прокалывают стены Шеклтона, в остальном они довольно плоские. Астронавтам было бы непросто исследовать интерьер кратера в поисках льда на темном склоне.

Вывод о наличии льда в этом кратере с орбиты был чем-то вроде искусства, а также науки, и ученые интерпретировали результаты по-разному. Это одна из причин, по которой НАСА отправляет PRIME 1 на поверхность — чтобы пробурить непосредственно лунный реголит и выполнить конкретную проверку природы льда, который там есть. Доступен ли лед в сыром виде? Или он химически смешан с минералами? Изучение кратера Шеклтон дает возможность получить “наземную правду».

. Top.Mail.Ru