Пока NASA готовится к амбициозной миссии по возвращению на Луну в рамках программы Artemis III, новое исследование меняет подход учёных к оценке сейсмических рисков на лунной поверхности. В статье, опубликованной в журнале Science Advances, представлен новый метод оценки частоты и силы лунотрясений с использованием данных миссий «Аполлон» и Лунного разведывательного орбитального аппарата (LRO). Этот подход может сыграть решающую роль в определении мест и способов строительства долгосрочной лунной инфраструктуры, особенно вблизи южного полюса Луны — целевого места посадки Artemis III.
Новые идеи из старых миссий: образцы «Аполлона» и снимки LRO
Исследование опирается на уникальное сочетание образцов с поверхности, собранных во время миссии «Аполлон-17», и более чем десятилетних снимков LRO, который находится на орбите Луны с 2009 года. Эти источники данных предоставили исследователям инструменты для анализа поверхностных нарушений — таких как смещённые валуны и оползни — вдоль известных лунных разломов, особенно разлома Ли-Линкольн в долине Таурус-Литтров, где астронавты «Аполлона-17» приземлились в 1972 году.
Анализируя химическое воздействие космического излучения на валуны, учёные определили, как долго эти породы находились на поверхности. Эти данные показали, когда валуны, вероятно, были сброшены — события, связанные с лунотрясениями. Эти нарушения, давно погребённые в лунной геологии, теперь дают представление о сейсмической активности коры Луны.
Оценка величины и времени лунотрясений
Используя эту методику, исследователи подсчитали, что лунотрясения магнитудой около 3,0 происходят вдоль разлома Ли-Линкольн примерно раз в 5,6 миллиона лет. Хотя это может показаться редким явлением, последствия для будущих лунных баз значительны. Лунотрясения, в отличие от землетрясений на Земле, могут длиться до нескольких часов. Это может поставить под угрозу места обитания, нарушить работу или дестабилизировать критически важное оборудование на поверхности.
Важно отметить, что величина — не единственный фактор: местоположение имеет значение. Как объяснил Томас Уоттерс, старший заслуженный учёный Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики: «Вероятность возникновения опасности значительно возрастает в зависимости от того, насколько близко ваша инфраструктура расположена к активному разлому».
Сейсмические опасности распределены по Луне неравномерно, и выявление зон повышенного риска будет ключом к проектированию устойчивых аванпостов. Эти выводы помогают планировщикам миссий составлять карты относительно стабильных регионов, снижая риск для астронавтов и длительных роботизированных миссий.
Понимание сейсмических опасностей для будущих миссий
Раньше считалось, что Луна в основном геологически неактивна, но эти результаты говорят об обратном. Хотя активность на поверхности намного ниже, чем на Земле, наличие активных разломов — особенно вблизи предполагаемых мест посадки Artemis — требует нового уровня осторожности при планировании миссий. Исследование также опровергает предыдущие предположения, показывая, что сейсмическая активность неоднородна и может быть более устойчивой, чем считалось ранее.
«Одна из вещей, которые мы узнали из разлома Ли-Линкольн, заключается в том, что на многих подобных разломах, вероятно, было несколько землетрясений, растянутых на миллионы лет», — сказал Николас Шмерр, планетарный сейсмолог и соавтор исследования. «Это означает, что они потенциально всё ещё активны сегодня и могут продолжать генерировать лунотрясения в будущем».
Такое понимание знаменует сдвиг в том, как NASA оценивает безопасность на Луне — переход от предположения о низкой активности к активному выявлению потенциальных зон разломов. Это также помогает определить, какие места лучше всего подходят для длительных миссий, особенно по мере того, как программа Artemis перерастает в инициативы по обеспечению устойчивого присутствия на Луне.
Расширение сейсмической сети на Луне
Чтобы поддержать эти усилия, NASA планирует расширить возможности лунного сейсмического мониторинга. Один из предстоящих проектов — Farside Seismic Suite — предусматривает размещение двух чувствительных сейсмометров в бассейне Шрёдингера на обратной стороне Луны. Эта миссия, реализуемая в рамках инициативы NASA Commercial Lunar Payload Services (CLPS), направлена на сбор сейсмических данных в регионе, который ранее никогда не изучался.
Параллельно разрабатывается новая сейсмическая полезная нагрузка — Lunar Environment Monitoring Station — для возможного развёртывания на Artemis III. Под руководством Шмерра этот комплекс будет предоставлять данные в режиме реального времени о сейсмической активности в районе южного полюса Луны, поддерживая как пилотируемые, так и роботизированные миссии. Ожидается, что эти инструменты значительно повысят способность NASA прогнозировать тектонические события, направляя разработку инфраструктуры и протоколы безопасности астронавтов.
Вместе эти инструменты восстановят своего рода сеть сейсмического мониторинга, невиданную со времён программы «Аполлон», когда последний лунный сейсмометр прекратил работу в 1977 году. Благодаря этим данным учёные будут лучше подготовлены для моделирования тектонического поведения, планирования расположения инфраструктуры и, в конечном итоге, проектирования зданий, способных выдерживать длительные лунотрясения.