Астронавты «Артемиды» смогут изучить породы из глубин Луны прямо с поверхности

Луна хранит свои самые глубокие секреты, скрытые под многокилометровой толщей коры. Чтобы добраться до мантийных пород — тех, что залегают под корой, — нужны либо мощный бур, либо катастрофический удар, способный вскрыть поверхность. Именно второй вариант разыграл на Луне природный эксперимент около 4 миллиардов лет назад. Результат — колоссальный ударный бассейн Южный полюс — Эйткен (ЮПЭ). И новые исследования говорят: вещество из глубин Луны могло оказаться именно там, куда планируют посадить будущих астронавтов программы «Артемида».

Крупнейший шрам на Луне

Бассейн Южный полюс — Эйткен — один из самых крупных и древних ударных кратеров в Солнечной системе. Он расположен на обратной стороне Луны, охватывает почти 2500 км в поперечнике и уходит на 8 км в глубину. Благодаря своему возрасту и размеру учёные считают его своеобразной капсулой времени, хранящей запись самых ранних этапов истории Луны.

Изучить ЮПЭ изнутри — мечта планетологов. Но технически это крайне сложно: бассейн находится на обратной стороне Луны, вдали от намеченных посадочных зон. Однако новые исследования предлагают неожиданный вывод: изученного вещества может быть больше, чем казалось, и часть его находится вблизи Южного полюса — именно там, где планируется посадка ««Артемиды»».

Компьютерные симуляции восстановили удар

Две взаимодополняющие работы, выполненные командой из Центра происхождения и эволюции Луны (CLOE) Юго-Западного исследовательского института (SwRI) при NASA, провели численное моделирование удара, сформировавшего ЮПЭ.

Ключевые выводы симуляций:

— Объект, создавший ЮПЭ, подошёл с севера и ударил под малым углом — именно это объясняет вытянутую, несимметричную форму бассейна. — Это был дифференцированный объект — то есть имел собственное железное ядро, окружённое каменной оболочкой (как небольшая протопланета или дифференцированный астероид). — Удар имел достаточную силу, чтобы вскрыть не только лунную кору, но и мантию — выбросив в пространство огромные массы глубинного вещества.

«Симуляция воспроизводит правильную форму и природу ударного бассейна», — поясняет доктор Сигэру Вакита из Университета Пердью. Работа опубликована в журнале Science Advances, а сопровождающая статья — в Journal of Geophysical Research: Planets.

Мантийные породы могут ждать астронавтов

Вторая работа сфокусировалась на распределении выброшенного вещества. Используя высокоточные измерения гравитационного поля и численные модели, команда показала: мантийные породы рассыпаны по всему бассейну и в выбросовом покрове вокруг него.

«Точное распределение мантийного вещества оставалось большой неизвестной», — говорит доктор Габриэль Гоуман из Университета Аризоны. — «Наши модели показывают, что ЮПЭ выбросил достаточно глубокого вещества для образования значительного месторождения, которое должно быть доступно сегодня. Что важнее всего — часть этого вещества на следовом уровне может находиться в районах, рассматриваемых для посадок ««Артемиды»»».

Это принципиально важно: прежние расчёты предполагали, что глубинные породы сосредоточены в центральных зонах ЮПЭ, далёких от Южного полюса. Новые данные рисуют иную картину — следы мантийного вещества могут присутствовать и в приполярных районах.

Что даст человечеству изучение мантийных пород Луны

Читайте также по теме: том, как Вселенная создаёт тяжёлые элементы.

Мантия Луны несёт информацию о составе и ранней эволюции не только Луны, но и молодой Земли. Породы из мантии — прямые свидетели времени, когда Луна только формировалась, предположительно в результате гигантского столкновения прото-Земли с другим небесным телом. Их изучение позволит проверить базовые модели формирования планет, химического состава молодой Солнечной системы и условий на поверхности Луны 4 миллиарда лет назад.