stringtranslate.com

Южный полюс Луны

Южный полюс Луны в центре этого изображения, расположенный на краю кратера Шеклтон . Мозаичное изображение, созданное LROC (Lunar Reconnaissance Orbiter) и ShadowCam.
Вид южного полюса Луны, показывающий, где данные об отражательной способности и температуре указывают на возможное присутствие водного льда на поверхности.

Южный полюс Луны — самая южная точка Луны . Он представляет интерес для ученых из-за наличия водяного льда на постоянно затененных участках вокруг него. В районе южного полюса Луны есть кратеры, которые уникальны тем, что почти постоянный солнечный свет не достигает их внутренней части. Такие кратеры представляют собой холодные ловушки , содержащие окаменелости водорода, водяного льда и других летучих веществ, датируемые ранней Солнечной системой . [1] [2] Напротив, в районе северного полюса Луны наблюдается гораздо меньшее количество подобных защищенных кратеров. [3]

География

Полнолуние с отмеченными особенностями южного полярного региона
Южный полярный регион Луны шириной в несколько сотен километров подвергся облучению летом. Южный полюс находится на краю кратера Шеклтон . Область затенена хорошо освещенным плато Лейбниц , окруженным справа кратером Нобиле и слева частично затененным кратером Малаперт и его пиком Малаперт, освещенным на краю кратера Хауорт .

Южный полюс Луны расположен в центре полярного полярного круга (от 80 до 90° ю.ш.). [2] [4] (Ось вращения составляет 88,5 градусов от плоскости эллипса.) Южный полюс Луны сместился на 5 градусов от своего первоначального положения миллиарды лет назад. [ нужна цитата ] Этот сдвиг изменил ось вращения Луны, позволив солнечному свету достигать ранее затененных областей, но на южном полюсе все еще есть некоторые полностью затененные области. И наоборот, на полюсе также есть участки с постоянным воздействием солнечного света. В районе южного полюса имеется множество кратеров и впадин, таких как бассейн Южный полюс-Эйткен , который, по-видимому, является одной из наиболее фундаментальных особенностей Луны, [5] и горы, такие как пик Эпсилон на высоте 9,050 км, выше любой горы. найден на Земле. [6] Средняя температура южного полюса составляет примерно 260 К (-13 ° C; 8 ° F). [5]

Кратеры

Вид с воздуха на кратеры полярного региона с окраской высот.

Полюс, определяемый осью вращения Луны, находится внутри кратера Шеклтон . Известные кратеры, ближайшие к южному полюсу Луны, включают де Жерлаш , Свердруп , Шумейкер , Фаустини , Хаворт , Нобиле и Кабеус .

Открытия

Освещение

Южный полюс Луны представляет собой область с краями кратеров, подвергающихся почти постоянному солнечному освещению, однако внутренняя часть кратеров постоянно затенена от солнечного света. Освещенность местности изучалась с помощью цифровых моделей высокого разрешения, созданных на основе данных Lunar Reconnaissance Orbiter . [7] Лунная поверхность также может отражать солнечный ветер в виде энергичных нейтральных атомов. В среднем 16% этих атомов представляли собой протоны, которые различаются в зависимости от местоположения. Эти атомы создали интегральный поток обратно рассеянных атомов водорода из-за отраженного количества плазмы , существующей на поверхности Луны. Они также раскрывают границу линий и магнитную динамику в областях этих нейтральных атомов на поверхности Луны. [8]

Холодные ловушки

Холодные ловушки являются одними из важных мест в районе южного полюса Луны с точки зрения возможного наличия водяного льда и других летучих отложений. Холодные ловушки могут содержать воду и лед, которые первоначально образовались из комет , метеоритов и восстановления железа, вызванного солнечным ветром . На основе экспериментов и показаний образцов ученые смогли подтвердить, что холодные ловушки действительно содержат лед. В этих холодных ловушках также был обнаружен гидроксил . Открытие этих двух соединений привело к финансированию миссий, сосредоточенных в первую очередь на лунных полюсах с использованием инфракрасного обнаружения глобального масштаба. Лед остается в этих ловушках из-за теплового поведения Луны, которое контролируется теплофизическими свойствами, такими как рассеянный солнечный свет, повторное тепловое излучение , внутреннее тепло и свет, излучаемый Землей. [9]

Магнитная поверхность

На Луне есть участки, где кора намагничена. Это известно как магнитная аномалия из-за остатков металлического железа, которое было внедрено ударником, образовавшим бассейн Южный полюс – Эйткен (бассейн SPA). Однако концентрация железа, которая, как предполагается, находится в бассейне, не присутствовала на картах, поскольку они могли находиться слишком глубоко в лунной коре, чтобы их можно было обнаружить с помощью карт. Или магнитная аномалия вызвана другим фактором, не связанным с металлическими свойствами. Результаты оказались неадекватными из-за несоответствий между использованными картами, а также из-за невозможности определить величину магнитных колебаний на поверхности Луны. [10] [ нужно обновить ]

Исследование

Миссии

Карта южного полярного региона Луны (> 80 ° ю.ш.)
Степень наклона, обнаруженная вблизи южного полюса Луны.

Орбитальные аппараты из нескольких стран исследовали регион вокруг южного полюса Луны. Обширные исследования были проведены лунными орбитальными аппаратами «Клементина» , « Лунный разведчик» , «Лунный разведывательный орбитальный аппарат» , «Кагуя » и «Чандраян-1» , которые обнаружили наличие лунной воды . Миссия НАСА LCROSS обнаружила значительное количество воды в Кабеусе . [11] Миссия НАСА LCROSS намеренно врезалась в пол Кабеуса и из образцов обнаружила, что он содержит почти 5% воды. [12]

Лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO) был запущен 18 июня 2009 года и до сих пор картирует регион южного полюса Луны. Эта миссия поможет ученым увидеть, есть ли в регионе южного полюса Луны достаточно устойчивых ресурсов для поддержания постоянной станции с экипажем. LRO проводит эксперимент «Дивайнер» с лунным радиометром, в ходе которого исследуются радиационные и теплофизические свойства поверхности южного полюса. Он может обнаруживать отраженное солнечное излучение и внутреннее инфракрасное излучение. LRO Diviner способен определять места, где на поверхности может скапливаться водяной лед . [9]

Зонд Moon Impact Probe (MIP), разработанный Индийской организацией космических исследований (ISRO), национальным космическим агентством Индии, представлял собой лунный зонд, запущенный орбитальным аппаратом дистанционного зондирования Луны ISRO Chandrayaan-1 , который, в свою очередь, был запущен 22 октября 2008 года. Зонд «Удар Луны» отделился от вращающегося вокруг Луны « Чандраян-1» 14 ноября 2008 года в 20:06 по восточному стандартному времени и спустя почти 25 минут разбился, как и планировалось, недалеко от края кратера Шеклтон . Благодаря этой миссии Индия стала первой страной, совершившей жесткую посадку или столкновение с Южным полюсом Луны.

Россия запустила лунный посадочный модуль «Луна-25» 10 августа 2023 года. «Луна-25» провела пять дней в пути к Луне, затем еще пять-семь дней вращалась вокруг естественного спутника. Космический корабль тогда планировалось посадить в южной полярной области Луны, недалеко от кратера Богуславский . На Луне сложилась «аварийная ситуация», возникшая при выводе зонда на предпосадочную орбиту, лунный посадочный модуль резко потерял связь в 14:57 (11:57 по Гринвичу). «Луна-25» — это всего лишь посадочный модуль, основная задача которого — проверить технологию посадки. Миссия везла 30 кг (66 фунтов) научных инструментов, включая роботизированную руку для отбора проб почвы и, возможно, буровое оборудование. [13] Запуск состоялся, как и планировалось, 10 августа 2023 года [14] на ракете «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» с космодрома «Восточный» . [15] [16]

23 августа 2023 года в 12:34 по всемирному координированному времени индийский корабль «Чандраян-3» стал первой лунной миссией, совершившей мягкую посадку в 600 км от южного полюса Луны. Миссия состояла из посадочного модуля и вездехода для проведения научных экспериментов. [17]

Роль в будущих исследованиях и наблюдениях

Геологическая карта региона южного полюса Луны

Район южного полюса Луны считается привлекательным местом для будущих исследовательских миссий и подходит для размещения лунного аванпоста. Постоянно затененные места на Луне могут содержать лед и другие минералы, которые станут жизненно важными ресурсами для будущих исследователей. Горные вершины вблизи полюса освещаются в течение длительного периода времени и могут использоваться для обеспечения солнечной энергией аванпоста. Имея аванпост на Луне, ученые смогут анализировать воду и другие летучие образцы, относящиеся к периоду формирования Солнечной системы . [2]

Ученые использовали LOLA (Лазерный альтиметр лунного орбитального аппарата), устройство, используемое НАСА для создания точной топографической модели Луны. [18] С помощью этих данных были обнаружены места вблизи южного полюса Коннектинг-Ридж, соединяющего Шеклтон с кратером де Жерлаш , [7] которые давали солнечный свет в течение 92,27–95,65% времени в зависимости от высоты от 2 м над землей до 10 м над землей. В тех же местах было обнаружено, что самые длительные непрерывные периоды темноты составляли всего 3–5 дней. [7]

Южный полюс Луны — это место, где ученые смогут проводить уникальные астрономические наблюдения радиоволн частотой ниже 30 МГц. Китайские микроспутники «Лунцзян» были запущены в мае 2018 года на орбиту Луны, а « Лунцзян -2 » работал на этой частоте до 31 июля 2019 года . наблюдать астрономические радиоволны на этой частоте из-за помех от оборудования на Земле. На южном полюсе Луны есть горы и котловины, такие как южная сторона горы Малаперт , которые не обращены к Земле и могут быть идеальным местом для приема таких астрономических радиосигналов от наземной радиообсерватории. [23]

Ресурсы

Солнечная энергия, кислород и металлы являются богатыми ресурсами южного полярного региона. [25] Размещение объекта по переработке лунных ресурсов вблизи южного полюса позволит обеспечить практически постоянную работу электростанции, вырабатываемой солнечной энергией. [26] Известно, что на поверхности Луны присутствуют следующие элементы: водород (H), [27] кислород (O), кремний (Si), железо (Fe), магний (Mg), кальций (Ca), алюминий (Al), марганец (Mn) и титан (Ti). Среди наиболее распространенных — кислород, железо и кремний. Содержание кислорода оценивается в 45% (по массе).

Будущее

Визуализация кратера Шеклтона с южным полюсом Луны, видимого как самый тонкий освещенный край полувидимого большого кратера Шеклтона.

Blue Origin планирует миссию в южный полярный регион примерно в 2024 году. [28] [29] [30] Посадочный модуль Blue Moon создан на основе технологии вертикальной посадки, используемой в суборбитальной ракете New Shepard компании Blue Origin . [31] Это приведет к серии миссий по посадке оборудования для базы с экипажем в кратере южного полярного региона с использованием посадочного модуля Blue Moon . [29] [30]

Программа НАСА «Артемида» предложила посадить несколько роботизированных посадочных аппаратов и вездеходов ( CLPS ) в рамках подготовки к посадке экипажа «Артемиды-3» в 2025 году в южном полярном регионе. [32]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «НАСА целится в Луну двойной кувалдой» . Space.com . 27 февраля 2008 г. Архивировано из оригинала 15 июля 2019 г. . Проверено 4 марта 2010 г.
  2. ^ abc Южный полюс Луны. Архивировано 24 июня 2017 года в Wayback Machine NASA. 2017. По состоянию на 16 июля 2019 г.
  3. ^ «Южный полюс Луны глазами Клементины» . НАСА . 3 июня 1996 года. Архивировано из оригинала 27 июля 2011 года . Проверено 4 марта 2010 г.
  4. ^ Лунный полярный круг. Архивировано 29 декабря 2018 года в Wayback Machine Xefer . 10 октября 2011 г.
  5. ^ аб Спудис, PD; Стокстилл, КР; Окелс, У.Дж.; Круйфф, М. (1995). «Физическая среда Южного полюса Луны по данным Клементины: значение для будущего исследования Луны». Тезисы докладов конференции по лунным и планетным наукам . 26 : 1339. Бибкод : 1995LPI....26.1339S.
  6. ↑ Южный полюс Луны. Архивировано 18 апреля 2017 года в Wayback Machine . (2017). Fossweb.com. Проверено 29 марта 2017 г.
  7. ^ abc Глейзер, П.; Шолтен, Ф.; Де Роза, Д.; Марко Фигера, Р.; Оберст, Дж.; Мазарико, Э.; Нойманн, Джорджия; Робинсон, М.С. (2014). «Условия освещенности на южном полюсе Луны с использованием цифровых моделей местности высокого разрешения от LOLA». Икар . 243 : 78–90. Бибкод : 2014Icar..243...78G. дои : 10.1016/j.icarus.2014.08.013.
  8. ^ Ворбургер, А. (2015). «Изображение бассейна Южный полюс – Эйткен в обратно рассеянных нейтральных атомах водорода». Планетарная и космическая наука , 115, 57–63.
  9. ^ Аб Вэй, Гуанфэй; Ли, Сюнъяо; Ван, Шицзе (2016). «Тепловое поведение реголита в холодных ловушках на южном полюсе Луны: показано по данным микроволнового радиометра ЧанъЭ-2». Планетарная и космическая наука . 122 : 101. Бибкод : 2016P&SS..122..101W. дои :10.1016/j.pss.2016.01.013.
  10. ^ Кэхилл, Джошуа Т.С.; Хагерти, Джастин Дж.; Лоуренс, Дэвид Дж.; Клима, Рэйчел Л.; Блюетт, Дэвид Т. (2014). «Обследование магнитной аномалии Южного полюса – бассейна Эйткен на предмет остатков металлического железа ударника». Икар . 243 : 27–30. Бибкод : 2014Icar..243...27C. дои :10.1016/j.icarus.2014.08.035.
  11. ↑ Чанг, Кеннет (13 ноября 2009 г.). «Миссия LCROSS обнаружила воду на Луне, говорят ученые НАСА» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 9 января 2015 года . Проверено 4 марта 2010 г.
  12. ^ [(2017). Получено 29 марта 2017 г. с https://lunar.gsfc.nasa.gov/lessonkit/Diviner-Planning%20a%20Mission%20to%20South%20Pole.pdf. Архивировано 4 января 2023 г. в Wayback Machine .]
  13. ↑ Зак, Анатолий (9 октября 2019 г.). «Посадочный модуль Луна-Глоб». RussianSpaceWeb.com . Архивировано из оригинала 20 декабря 2019 года . Проверено 14 января 2020 г.
  14. ^ «Запуск первой в истории современной России миссии на Луну запланировали на 11 августа» [Запуск первой в истории современной России миссии на Луну был запланирован на 11 августа]. ТАСС . 5 июня 2023 года. Архивировано из оригинала 5 июня 2023 года . Проверено 5 июня 2023 г.
  15. ^ "Запуск миссии "Луна-25" с космодрома Восточный запланировали на 22 августа" [Запуск миссии "Луна-25" с космодрома Восточный был запланирован на 22 августа]. РИА Новости . 8 апреля 2022 года. Архивировано из оригинала 8 апреля 2022 года . Проверено 8 апреля 2022 г.
  16. ^ «Россия запустит космический аппарат на Луну 1 октября 2021 года» [Россия запустит космический корабль на Луну 1 октября 2021 года] (на русском языке). РИА Новости. 17 марта 2020 г. Архивировано из оригинала 17 марта 2020 г. Проверено 18 марта 2020 г.
  17. ^ Уоттлс, Джеки; Сури, Манвина; Суд, Ведика (23 августа 2023 г.). «Посадка Чандраяана-3: Индия становится четвертой страной, когда-либо посадившей космический корабль на Луну». CNN . Архивировано из оригинала 24 августа 2023 года . Проверено 24 августа 2023 г. Обновлено в 00:49 по восточному поясному времени, четверг, 24 августа 2023 г.
  18. ^ [НАСА — ЛОЛА. (2017). НАСА.gov. Получено 29 марта 2017 г. с https://lola.gsfc.nasa.gov/. Архивировано 5 февраля 2017 г. в Wayback Machine .]
  19. ^ «Лунный орбитальный аппарат Лунцзян-2 врезался в Луну» . www.planetary.org . Архивировано из оригинала 5 декабря 2019 года . Проверено 5 сентября 2019 г.
  20. ^ @planet4589 (1 августа 2019 г.). «Китайский лунно-орбитальный космический корабль Лунцзян-2 (DSLWP-B) завершил свою миссию 31 июля примерно в 14:20 по всемирному координированному времени в рамках запланированного i[m]pact на поверхности Луны» (Твиттер) . Проверено 1 августа 2019 г. - через Twitter .
  21. ↑ Миссия «Чанъэ-4» на обратной стороне Луны с доставкой микроспутников для новаторской астрономии. Архивировано 9 марта 2018 года в Wayback Machine . Эндрю Джонс, GB Times . Март 2018.
  22. ^ Научные цели и полезная нагрузка миссии Chang'E-4. Архивировано 19 августа 2019 года в Wayback Machine . (PDF) Инчжуо Цзя, Юнляо Цзоу, Цзиньсун Пин, Чанбинь Сюэ, Цзюнь Янь, Юаньмин Нин. Планетарная и космическая наука . 21 февраля 2018 г. doi :10.1016/j.pss.2018.02.011
  23. ^ Такахаши, Юки Д. (2003). «Концепция простой радиообсерватории на южном полюсе Луны». Достижения в космических исследованиях . 31 (11): 2473–2478. Бибкод : 2003AdSpR..31.2473T. дои : 10.1016/S0273-1177(03)00540-4.
  24. ^ Тейлор, Стюарт Р. (1975). Лунная наука: взгляд после Аполлона . Оксфорд: Пергамон Пресс . п. 64. ИСБН 978-0080182742.
  25. ^ Почему Южный полюс Луны? Архивировано 5 сентября 2020 года в Wayback Machine Адама Хьюго. Космический ресурс . 25 апреля 2019 г.
  26. ^ Лунные ресурсы: открывая космические границы. Архивировано 17 июля 2019 года в Wayback Machine Пола Д. Спудиса. Ad Astra , Том 23, номер 2, лето 2011 г. Опубликовано Национальным космическим обществом. Проверено 16 июля 2019 г.
  27. ^ С. Морис. «Распределение водорода на поверхности Луны» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 17 декабря 2008 г.
  28. ^ «Лунная гонка», поддерживаемая Blue Origin, Airbus планирует совершить полет к Луне в 2024 году. Архивировано 25 ноября 2020 года в Wayback Machine . Элизабет Хауэлл, Space.com . 3 октября 2018 г.
  29. ^ аб Моника Хантер-Харт (7 апреля 2017 г.). «Blue Origin все еще собирается на Луну, даже если Марс модный». inVerse. Архивировано из оригинала 8 июня 2017 года . Проверено 8 июня 2017 г.
  30. ^ аб Кристиан Давенпорт (2 марта 2017 г.). «Эксклюзивный взгляд на план Джеффа Безоса по организации доставки наподобие Amazon для «будущего человеческого поселения» на Луне». Вашингтон Пост . Архивировано из оригинала 7 октября 2021 года . Проверено 8 июня 2017 г.
  31. ↑ Рич Смит (6 марта 2017 г.). «Босс Blue Origin Джефф Безос излагает свой план относительно космоса» . Пестрый дурак . Архивировано из оригинала 2 ноября 2019 года . Проверено 16 ноября 2019 г.
  32. ↑ Чанг, Кеннет (25 мая 2019 г.). «Для миссии Артемиды на Луну НАСА стремится добавить миллиарды в бюджет» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 25 мая 2019 года . Проверено 25 мая 2019 г. По плану НАСА, миссия по высадке на Луну состоится во время третьего запуска системы космического запуска. Астронавты, в том числе первая женщина, ступившая на Луну, сказал г-н Брайденстайн, сначала остановятся на орбитальном лунном аванпосте. Затем они поднимут посадочный модуль на поверхность возле южного полюса, где внутри кратеров находится замерзшая вода.

Внешние ссылки