Результаты недавних исследований, проведенных автоматической межпланетной станцией NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, показывают, что вблизи полюсов Луны существует «вечная мерзлота» с относительно высоким содержанием водяного льда (до 5% по массе). Считается, что водяной лед обеспечит систему жизнеобеспечения будущей Российской Лунной Станции, а также, что из него может производиться водородно-кислородное топливо для полетов в дальний космос.
Исследователи ВШЭ и ИКИ РАН выяснили один из механизмов образования воды на Луне. Ученые показали, что из диоксида кремния в лунном реголите (грунте) высвобождаются молекулы гидроксида серебра. Эти молекулы легко вступают в реакцию с водородом, что приводит к образованию воды и серебра. Это значит, что на Луне могут образоваться молекулы воды, включенные в приповерхностный лунный грунт. Доля воды, образуемой за счет данного механизма, в веществе лунного реголита на некоторых участках может превышать 10-6 %. Результаты исследования опубликованы в Cosmic Research.
Обычно предполагается, что вода на Луну заносится извне. Например, согласно кометной гипотезе происхождения лунного льда, удар кометы по поверхности Луны приводит к образованию временной лунной атмосферы. Летучая компонента этой атмосферы может аккумулироваться в холодных ловушках — постоянно затененных областях Луны, существующих, в частности, в полярных регионах на дне кратеров. Конденсация летучих соединений приводит к формированию льда.
«Исследование демонстрирует возможности образования воды за счет внутренних, постоянно действующих механизмов. Удары комет о поверхность Луны — все же довольно редкое явление. При этом оказывается, что вода на Луне может присутствовать не только в холодных ловушках, но и в приповерхностном лунном грунте. Данный факт следует учитывать при анализе процессов, происходящих у поверхности Луны. Например, наличие воды может влиять на фотоэлектрические свойства лунного реголита и параметры плазменно-пылевой системы над Луной», — объясняет один из авторов исследования, профессор факультета физики ВШЭ, заведующей лабораторией ИКИ РАН Сергей Попель.