Воздействия в постоянно затенённых областях Луны

Скрытый лёд в тёмном южном полюсе Луны

Глубоко внутри кратеров возле южного полюса Луны свет Солнца никогда не попадает. Эти постоянно затенённые впадины действуют как естественные морозильники, где водяной лёд, доставленный в течение миллиардов лет, может до сих пор сохраняться. Понимание того, как этот лёд перемешивается, засыпается или теряется из‑за постоянных метеоритных ударов, важно не только для науки, но и для будущих астронавтов, которые однажды могут добывать этот лёд для питьевой воды, воздуха и ракетного топлива. В этом исследовании задаётся простой, но важный вопрос: после такого количества ударов сколько этого ценного полярного льда, скорее всего, осталось и где исследователям стоит его искать?

Тёмные кратеры и ландшафт, усыпанный ямами

Учёные сосредоточились на южном полярном регионе Луны между 85 и 90 градусами южной широты, где находятся сотни постоянно затенённых кратеров. Используя сверхчувствительные снимки прибора ShadowCam Южной Кореи и камеры орбитера Chandrayaan‑2 Индии, они тщательно картировали кратеры размером до одного метра. Они обнаружили почти 87 500 кратеров диаметром более пяти метров внутри затенённых областей площадью более одного квадратного километра и использовали детальные подсчёты из меньшего тестового региона для построения модели того, сколько очень мелких кратеров, вероятно, существует по всей зоне. Их анализ указывает примерно на 24 миллиона крошечных кратеров шириной от одного до двадцати метров, усеявших эти тёмные участки.

Где удары попадают, а где промахиваются

Имея этот каталог кратеров, команда оценила, какая доля поверхности внутри постоянно затенённых областей непосредственно нарушена малыми ударами. Они установили, что в крупнейших затенённых участках с относительно пологими склонами около 26 процентов поверхности покрыто этими маленькими кратерами. Это означает, что примерно три четверти ровной, затенённой территории не были пробиты свежими малыми кратерами, хотя она по‑прежнему подвергается воздействию падающего мусора и толчкам от расположенных поблизости ударов. Тот же подход, применённый к тысячам крошечных затенённых впадин, показывает, что некоторые очень маленькие холодовые ловушки содержат лишь несколько кратеров, тогда как другие насыщены их значительно большим числом. Во всех случаях картина такова: поверхность сильно исчерчена вмятинами, но всё ещё далека от полного переворачивания.

Как кратеры перемешивают, обнажают и закапывают лёд

Чтобы понять, что именно эти удары делают с похороненным льдом, команда запустила компьютерные симуляции снарядов, попадающих в холодную пористую лунную поверхность, пронизанную субповерхностным льдом. В поперечном сечении грунт представлен как слой пылеватой почвы, лежащий над богатыми льдом зонами на глубине от нескольких до десятков метров. Смоделированные одометрные кратеры диаметром одного метра нарушают лёд ближе к поверхности, встряхивая и перемешивая его с почвой, тогда как кратер диаметром 200 метров выбивает практически весь поверхностный лёд внутри своей чаши. В то же время тот же крупный удар выбрасывает часть ледяного материала из воронки, где он может быстро остыть и быть заново захоронен вокруг обода кратера или упасть в близлежащие холодные впадины. Этот процесс одновременно уничтожает лёд там, где образуется кратер, и помогает сохранять его в защищённых местах сразу снаружи.

Сколько льда извлекается со временем

Используя известное количество воды, выброшенное при столкновении миссии LCROSS в качестве ориентира, исследователи экстраполировали, чтобы оценить, сколько льда могли выкопать все эти миллионы крошечных южнополярных кратеров. Их модель показывает, что малые удары диаметром от одного до двадцати метров могли выкопать порядка сотен миллионов килограммов водяного льда из неглубоких слоёв только в изучаемом полярном поясе. Это лишь небольшая доля от общего количества льда, которое, как предполагают, было доставлено к полюсам Луны, но это показывает, что полярный «морозильник» не является статичным. За последний миллиард лет бесчисленные мелкие попадания постоянно обнажали, перераспределяли и иногда уносили лёд с глубин всего в несколько метров под поверхностью.

Почему это важно для будущих лунных исследователей

Несмотря на неустанное бомбардирование ударами, исследование приходит к выводу, что большие участки южнополярных теней Луны по‑прежнему имеют хорошие шансы сохранять неглубоко похороненный лёд. Большая часть пологой, постоянно затенённой поверхности избежала прямых попаданий самых маленьких кратеров, хотя и была покрыта выброшенным материалом, который одновременно может защищать и постепенно перемешивать ледяные слои. Крупные кратеры могут лишать свои чаши льда, одновременно размещая новый замёрзший материал вокруг ободов и в соседних микрохолодовых ловушках. Для будущих миссий, надеющихся отобрать образцы или добывать лунный лёд, эта работа выделяет перспективные цели: ровные затенённые участки, избежавшие слишком большого числа недавних мелких ударов, а также зоны у ободов кратеров, где заново захороненный лёд может таиться всего в нескольких метрах под поверхностью.

Цитирование: Vijayan, S., Rama Subramanian, V., Sahoo, R. et al. Impacts into the lunar permanently shadowed regions. npj Space Explor. 2, 17 (2026). https://doi.org/10.1038/s44453-026-00032-1

Ключевые слова: лунный лёд, южный полюс Луны, ударные кратеры, постоянно затенённые области, космические ресурсы