Почему «лунная вода» важна для понимания происхождения жизни на Земле?

Зеркало МираНаука

Вода — главный ресурс на Луне

Беседу вел Игорь Афанасьев

Игорь Митрофанов. Фото Митрованова: Из личного архива

Как вода попала на Луну? Как она там сохранилась? Почему «лунная вода» важна для понимания происхождения жизни на Земле? Эти и другие вопросы корреспондент журнала «Зеркала Мира» обсудил с Игорем Георгиевичем Митрофановым – доктором физико-математических наук, руководителем отдела ядерной планетологии Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН).

Прямые исследования Луны, которые проводятся космическими аппаратами уже более шести десятилетий, показали, что наше ночное светило таит ресурсы, способные в будущем помочь развитию человечества. Сейчас это уже не фантастика: в 2020 году президент США Дональд Трамп подписал указ, который разрешает коммерческую разработку природных ресурсов на Луне и других небесных телах, после чего NASA объявило о планах начать добычу редкоземельных металлов и других востребованных ресурсов из лунного грунта уже в ближайшие десять лет.

В лунном грунте содержатся такие элементы, как кремний, алюминий, железо, кальций, магний и титан, а также в небольших количествах марганец, натрий, калий и фосфор. В некоторых районах обнаружены редкоземельные металлы, которые имеют большое значение для высокотехнологичных отраслей, включая медицину и энергетику. В перспективе затраты на добычу и доставку этих ископаемых на Землю могут быть оправданны.

eddit.com

Однако для того чтобы организовать такую добычу, на поверхности Луны нужно создать обитаемую базу, которую также необходимо обеспечивать такими ресурсами, как вода, воздух, пища, электроэнергия. На первое место следует поставить воду, которая годится не только для питья, но и для добычи кислорода и водорода – эффективного ракетного топлива.

21mm.ru

Современные лунные экспедиции не случайно нацелены не на экватор, а на полюса: именно там в последние годы автоматические аппараты в веществе грунта обнаружили водяной лед. Он сможет превратить Луну в идеальную промежуточную станцию на пути к другим планетам, где можно найти новые ресурсы и перспективы для научных исследований. Ведь слабое гравитационное поле и отсутствие атмосферы позволяют значительно снизить затраты энергии на взлет с Луны по сравнению с Землей.

Планы по разработке лунных ресурсов могут стать реальностью в ближайшие 20-30 лет. 2cad.ru

– Игорь Георгиевич, почему ученых в последнее время так привлекают полюса Луны?

В окрестностях южного полюса на обратной стороне Луны есть примечательное образование – один из самых крупных кратеров ударного происхождения в Солнечной системе, носящий наименование «Бассейн Южный полюс – Эйткен». Его размеры – 2400 на 2050 км. Интересно отправиться туда, потому что граница кратера, образовавшегося при столкновении небесного тела с «первичной Луной», проходит по южному полюсу. При ударе на поверхность выбросило вещество из недр нашего естественного спутника. Важно обнаружить и изучить его, чтобы понять, как формировалась двойная система «Луна–Земля».

Исследование «лунной воды» крайне важно для понимания формирования двойной системы «Луна–Земля». i.ytimg.com

Экзосфера Луны (крайне разреженная атмосфера, состоящая из пыли, остатков газов и космической плазмы) в окрестностях полюсов сильно отличается от того, что есть на умеренных широтах. Солнечный ветер, «дующий» параллельно поверхности полюсов, вызывает динамические процессы взаимодействия с плазмой, нейтральными частицами и лунной пылью. Ранее этим явлением никто не занимался, хотя с точки зрения фундаментальной науки это интересный вопрос.

У Луны есть особенность, возникновение которой мы, ученые, пока не до конца понимаем: лунная полярная ось почти перпендикулярна эклиптике – плоскости, вблизи которой Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. У Земли угол наклона полярной оси по отношению к нормали к эклиптике довольно большой 23,6 градуса. А у Луны этот угол составляет всего 1,5 градуса. Поэтому солнечные лучи падают практически вертикально к экватору и по касательной к полюсам. На полюсах есть огромные кратеры, и солнечные лучи никогда не достигают их дна. Там царит постоянная полярная ночь. На дне этих кратеров и расщелин приборы научных аппаратов обнаружили воду.

Ось вращения Луны почти перпендикулярна плоскости эклиптики, в которой Земля вращается вокруг Солнца. sureshemre.wordpress.com

– Каким образом при высоком вакууме и больших перепадах температур на Луне может сохраняться вода? Насколько я понимаю, водяной лед может находиться только под поверхностью, под слоем реголита. Иначе даже при не слишком низкой минусовой температуре он бы давно испарился, не переходя в жидкое состояние.

Позвольте сделать небольшое замечание. Мы с американскими коллегами активно обсуждали этот вопрос. Действительно, если разместить водяной лед на поверхности, он быстро сублимирует под воздействием солнечного света. Однако, как я сказал, на полюсах есть кратеры, которые постоянно находятся в тени. Если лед лежит на дне такого постоянно затененного кратера, он может сохраняться там практически вечно: Солнце не освещает эту область, и температуры там экстремально низки, всего десятки градусов Кельвина.

Механизм попадания и удержания воды в лунной поверхности. 1. Вулканизм. Выброс в экзосферу молекул водорода и воды Молекулы воды и ОН-группы в составе минералов 2. Кометы и ионизация и астероиды. Доставляют воду и другие летучие вещества 3. Частицы межпланетной пыли и микрометеориты. Доставляют воду и другие летучие вещества 4. Перемещение молекул воды из-за изменения температуры 5. Солнечный ветер. Приносит ионы водорода в результате чего образуются ОН-связи в силикатах Луны 6. Экзосфера. Ударное испарение и десорбция молекул воды 7. Испарение воды холодом 8. Фотолиз (расщепление) кометы и ионизация 9. Лед 10. Cублимация в экзосферу и ионное распыление. Пар выделяется при тепловом и ионном воздействии 11. Потеря в космос (испарение). Фотоионизация, ионное распыление и тепловое испарение. nasa.gov

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Ученые назвали самый здоровый способ приготовить брокколи Ученые назвали самый здоровый способ приготовить брокколи

Как и приготовить брокколи правильно, чтобы получить пользу

ТехИнсайдер
Англия накануне нормандского завоевания. Основные игроки Англия накануне нормандского завоевания. Основные игроки

Нормандское завоевание Англии – одно из переломных моментов английской истории

Наука и техника
Ольга Бузова: «Мне не нужен ураган в душе. Мне по кайфу штиль» Ольга Бузова: «Мне не нужен ураган в душе. Мне по кайфу штиль»

Ольга Бузова: как продолжить верить людям, несмотря на прошлый негативный опыт

Добрые советы
Об очередях и амбулаторных картах. Отрывок из книги «Пациентология» Об очередях и амбулаторных картах. Отрывок из книги «Пациентология»

Как устроена очередь в российской больнице

СНОБ
Убийцы кораблей Убийцы кораблей

Современные противокорабельные ракеты

Обозрение армии и флота
Резерв на будущее Резерв на будущее

Как развиваются технологии хранения энергии

РБК
Женское имя в науке – Софья Ковалевская Женское имя в науке – Софья Ковалевская

Как удалось хрупкой на вид Софье Ковалевской стать знаменитым ученым?

Знание – сила
Не только дождь и снег: топ самых странных и шокирующих осадков Не только дождь и снег: топ самых странных и шокирующих осадков

Представьте: вы возвращаетесь домой и начинается... денежный дождь!

ТехИнсайдер
Государь всея Руси Государь всея Руси

Когда Иван III пришел к власти, он стал правителем карликового государства...

Знание – сила
Он мне изменяет? Он мне изменяет?

Неочевидные способы распознать обман партнера

Лиза
Интерьер с полуслова Интерьер с полуслова

Атмосферная квартира в Санкт-Петербурге с отсылками к истории города

SALON-Interior
Борис Ельцин: «Я ухожу не по болезни» Борис Ельцин: «Я ухожу не по болезни»

Интервью с Валентином Юмашевым, зятем Бориса Ельцина, о событиях конца 1999 года

Дилетант
Like, подписка, миллион: топ-10 YouTube-каналов для предпринимательского вдохновения и саморазвития Like, подписка, миллион: топ-10 YouTube-каналов для предпринимательского вдохновения и саморазвития

YouTube-каналы для тех, кто хочет начать путь в предпринимательстве

Inc.
5 привычек, от которых давно пора избавиться 5 привычек, от которых давно пора избавиться

Как понять, что привычки «тормозят» вас, не дают развиваться и достигать целей?

Psychologies
Заряженные на экологию Заряженные на экологию

Что оставляет меньший след в природе: электрокары или автомобили на бензине?

РБК
Как ИИ копирует голоса и помогает мошенникам вымогать деньги Как ИИ копирует голоса и помогает мошенникам вымогать деньги

Как мошенники используют уникальную способность нейросетей к копированию голоса

Inc.
Про Голливуд! Вот что такое aspect ratio и почему важно понимать соотношение сторон экрана в кино Про Голливуд! Вот что такое aspect ratio и почему важно понимать соотношение сторон экрана в кино

Как соотношение сторон влияет на восприятие фильма?

ТехИнсайдер
«Вы не можете изменить прошлое, но можете выбрать, как жить дальше»: история Эдит Эгер, девушки, пережившей Холокост «Вы не можете изменить прошлое, но можете выбрать, как жить дальше»: история Эдит Эгер, девушки, пережившей Холокост

История о том, как, несмотря на страшное прошлое, человек любил жизнь

ТехИнсайдер
Марина Мнишек и ее мужья Марина Мнишек и ее мужья

Марина Мнишек – царица всея Руси и первая коронованная в Российском государстве

Знание – сила
«Стыд должен сменить сторону»: как Жизель Пелико прервала молчание жертв насилия «Стыд должен сменить сторону»: как Жизель Пелико прервала молчание жертв насилия

Как Жизель Пелико вдохновила женщин не стыдиться того, что с ними произошло

Forbes
Хмелита и Грибоедовы Хмелита и Грибоедовы

Атмосфера усадьбы формировала личность гениального поэта А. С. Грибоедова

Знание – сила
Освобождение и эксплуатация: как менялось отношение к обнаженному телу в кино Освобождение и эксплуатация: как менялось отношение к обнаженному телу в кино

Как менялось восприятие женского обнаженного тела?

Forbes
Не можем повторить Не можем повторить

«Арман»: внук Бергмана дебютирует драмой о ПТСР

Weekend
Выбор выхода Выбор выхода

Три истории о возможностях финала

Weekend
«Я справлюсь быстрее сам»: какие установки лидера тормозят развитие бизнеса «Я справлюсь быстрее сам»: какие установки лидера тормозят развитие бизнеса

Порой, несмотря на все усилия, бизнес движется не туда. Почему так происходит?

Forbes
Спасаем ваши пальцы: чем отмыть руки от суперклея Спасаем ваши пальцы: чем отмыть руки от суперклея

Как удалить суперклей с кожи подручными средствами?

ТехИнсайдер
Гравитационные волны в атмосферах планет Гравитационные волны в атмосферах планет

Гравитационные волны и волны пространства-времени: в чем разница

Наука и жизнь
Остров проклятых: как Гайола разрушила жизни всех своих владельцев Остров проклятых: как Гайола разрушила жизни всех своих владельцев

За гробовой тишиной острова Гайола скрываются жуткие истории

ТехИнсайдер
Искусство найма: как увеличить число разработчиков в 5 раз и снизить текучесть кадров Искусство найма: как увеличить число разработчиков в 5 раз и снизить текучесть кадров

Как практика One day offer помогает нанимать лучших специалистов в IT-отрасли

СНОБ
Вспомнить всё! Вспомнить всё!

Память стала все чаще подводить? Без паники – все поправимо!

Лиза
Открыть в приложении