С помощью многолетних данных о температуре поверхности ученые выявили пещеры с комфортными для людей условиями. В них можно будет построить постоянные исследовательские базы.
Из-за отсутствия атмосферы температура на Луне сильно колеблется: лунным днем спутник нагревается до 127 градусов Цельсия, а лунной ночью остывает до минус 173. При этом смена дня и ночи происходит примерно раз в месяц — каждые 354 часа (14 земных суток и 18 часов). В таких условиях непросто строить и содержать базу для постоянного пребывания, поэтому ученые активно ищут на спутнике более благоприятные условия.
С помощью данных автоматической межпланетной станции Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) команда американских планетологов обнаружила, что в затененных участках пещер на Луне температура всегда держится на комфортном для людей уровне — около плюс 17 градусов. Результаты их исследования опубликованы в Geophysical Research Letters.
Несмотря на многовековую историю исследования земного спутника, пещеры там обнаружили лишь в 2009 году, благодаря японскому спутнику «Кагуя», также известному как SELENE. И сразу возник вопрос: могут ли люди использовать эти естественные укрытия для защиты от космических лучей, солнечного излучения и микрометеоритов?
Пещеры — не кратеры. По словам руководителя исследования Тайлера Хорвата (Tyler Horvath), аспиранта Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, «примерно 16 более чем из 200 обнаруженных пещер — вероятно, обрушившиеся лавовые трубки».
Лавовые трубки образуются из лавовых рек, когда верхний слой застывает, а лава под ним продолжает течь. Они встречаются и на Земле. На Луне такие трубки — следы былой вулканической активности. На фотографиях двух самых известных пещер видно, как край нависает над дном, и есть убедительные признаки того, что в глубине скрывается более крупная пещера.
Три снимка одной и той же пещеры в Холмах Мариус. Его глубина — около 34 метров, размер — 65 на 90 метров / ©NASA/GSFC/Arizona State University
Для определения температуры в глубине пещер исследователи изучили данные термальной камеры Diviner, которая на протяжении уже более 11 лет измеряет температуру Луны. В этих данных они выявили сильный перепад температур в пещерах Моря Спокойствия, расположенного около экватора, и более южного Моря Мечты.
Сопоставив данные с результатами термофизических моделей, ученые выяснили, что, хотя дневная температура пола в пещерах достигает плюс 147 градусов, температура в постоянной тени держится около плюс 17.
По словам авторов работы, «если в глубине есть более крупная пещера, в ней тоже может сохраняться комфортная температура по всей ее длине, колеблясь менее чем на один градус на протяжении всего лунного дня». Конечно, невозможно подтвердить наличие таких пещер без более близкого изучения.
Температура — одна из множества проблем, которые предстоит решить архитекторам лунных баз. В идеале такие базы должны существовать почти независимо от Земли, обеспечивая себя водой, едой, кислородом, материалами и топливом.