Исследователи из США на основании данных инфракрасного детектора Moon Mineralogy Mapper с борта индийского космического аппарата установили, что севернее 70-го градуса северной широты и южнее 70-го градуса южной широты множество локаций на лунной поверхности покрыто практически «обнаженным» водным льдом. Это означает, что найденные ранее следы лунной воды указывали не на гидратированные минералы, как утверждал ряд скептиков, а на чистый водный лед. Такой вывод весьма важен для будущих исследований спутника — из водного льда легко получать как кислород, так и водород, распространенные и эффективные окислитель и топливо, в том числе — ракетное. Соответствующая статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Авторы проанализировали данные детектора Moon Mineralogy Mapper, который был установлен на борту индийского зонда «Чандраян-1», изучавшего Луну с ее орбиты. Прибор улавливал ближнее инфракрасное излучение (ИК), отраженное от поверхности Луны, а также изменения в его спектре. В результате были обнаружены следы столкновения ИК-фотонов с молекулами H2O. Параметры спектров указывают на то, что вода в данном случае находилась практически на поверхности — слой реголита на ней не может быть толще 3−4 миллиметров, иначе спектры отраженного излучения выглядели бы иначе.

Все следы такого рода найдены севернее 70 градусов северной широты и южнее 70 градусов южной широты Луны. При этом основная часть находок сделана севернее 80-го градуса северной широты и южнее 80 градусов южной широты, то есть в приполярных областях. Районы, «сверкнувшие» льдом в ИК-диапазоне, скорее всего, являются кратерами. Давно высказывались предположения, что их стенки должны надежно укрывать лед от солнечного излучения. В приполярных областях Луны встать прямо над кратером Солнце не может, поэтому его лучи не способны растопить водный лед даже сверху. В то же время в местах выхода на поверхность лед вряд ли занимает всю территорию вечной тени. Скорее он разбросан «пятнами», составляющими 20−30 процентов от ее общей площади в кратерах и близ них.

Новое открытие имеет фундаментальное значение. Ранее американские радары и один российский детектор тепловых нейтронов уже обнаружили присутствие близ поверхности Луны чего-то, напоминающего воду. Однако скептики указывали на то, что такие радарные и нейтронные данные не позволяют сделать вывод о том, что именно они нашли — водный лед или гидратированные минералы. Таким образом, новая работа — первая, однозначно подтверждающая, что в лунных кратерах прячется именно водный лед, а не гидратированные минералы, извлечь из которых воду заметно сложнее.

Открытие может иметь как практическое приложение — местная вода значительно упростит жизнь экспедициям на Луну и потенциальным обитателям лунных баз, так и заметные теоретические последствия. Дело в том, что в настоящий момент большинство ученых придерживается давней американской гипотезы об образовании Луны — мегаимпактной. Согласно ей, наш спутник был сформирован после столкновения протоземли и планеты размером с Марс (она получила условное название Тейя). После столкновения выброшенные в космос осколки Земли на орбите «слиплись» в естественный спутник. У этого сценария есть ряд недостатков — например, по нему на Луне не должно быть воды, поскольку обломки Земли при катастрофическом взрыве огромной энергии были бы нагреты до тысяч градусов, после чего вся вода в них должна была испариться и рассеяться в космосе.

Несколько лет назад российским физиком Н. Горькавым предложена альтернативная гипотеза образования Луны — мультиимпактная. По ней наш спутник формировался сравнительно долго — из обломков, выбитых из Земли не одним телом планетарных размеров, а целым рядом сравнительно небольших астероидов. При таком сценарии катастрофического нагрева выброшенного земного материала произойти не могло (не было сверхмощного взрыва), а значит, если он верен, то вода на Луне должно присутствовать в заметных количествах.

Чисто теоретически вода на Луне может быть и «не местной», а, например, занесенной кометами. Тем не менее, как корректно отмечают авторы новой работы, до сих пор не построена ни одна модель, которая непротиворечиво показывала бы, как кометная вода могла бы сохраниться на Луне в больших количествах дольше десятков миллионов лет. Поскольку эпоха активной массовой бомбардировки планет кометами в Солнечной системе давно закончилась, объяснить найденный водный лед кометным сценарием крайне сложно. Когда человечество в будущем вернется на спутник Земли и проведет изотопный анализ указанного водного льда, станет окончательно ясно, является он местным или кометным. В первом, наиболее вероятном варианте можно будет говорить о том, что гипотеза мультиимпактного образования Луны получила новое подтверждение.