Луна — ближайшая соседка Земли, и сейчас человечество продолжает активно изучать наш спутник. Не так давно китайцы отправили на Луну станцию, которая выполнила ряд научных заданий. Теперь Европейское космическое агентство планирует присоединиться к непосредственному изучению Луны. Только не ее поверхности, о которой все же многое известно, а пещер.

Да, на Луне есть пещеры, и немало. Некоторые из них могут послужить для лунных колонистов надежным укрытием, которое позволит избежать ряда опасностей, которые грозят на поверхности. ESA собрала множество идей, предложенных учеными и инженерами и отобрала пять наиболее перспективных. Потом последовал еще один этап отбора, так что теперь у агентства есть три идеи, которые планируется реализовать. Все они взаимосвязаны.

Что в итоге выбрали?

Первая идея — предварительное обследование пещер и входов в них с поверхности. Вторая — опускание зонда в пещеру, третья — изучение лавовой трубки при помощи целого роя роботов. После анализа всех трех сценариев ученые решили выбрать проекты двух команд исследователей: из Университета Вюрцбурга и из Университета Овьедо. Первая команда предложила изучить пещеру при помощи сферического зонда, вторая — при помощи роя роботов.

Пещеры и в том, и другом случае планируется искать в лунных провалах. По мнению астрономов, это самый перспективный способ обнаружения интересных объектов.

«Несмотря на то, что идеи — очень разные, они позволяют заняться разработкой перспективных технологий для изучения геологических особенностей лунных приповерхностных слоев», — заявил представитель ESA.

Изображения провала в области Холмов Мариуса на Луне, полученные зондом Lunar Reconnaissance Orbiter

Что касается оборудования, то его на поверхность Луны должен доставить спускаемый модуль EL3 (European Large Logistics Lander). Изучать пещеры будут всего один день, правда, лунный — 14 земных суток.

Прототип шарообразного зонда, разработанного учеными из Университета Вюрцбурга

Как планируется проводить изучение пещер на практике?

Шарообразный зонд оснащен ходовой системой, 3D лидаром и стереокамерой. Он будет строить объемную модель как провала, так и лавовой трубки с пещерой, если ее, конечно, обнаружат. Кроме того, дрон изучит геологические особенности строения местности, плюс замерит уровень радиоактивности региона и температуру. Все это поможет понять где безопаснее всего строить колонию для людей.

Что касается роя роботов, то их, как и говорилось выше, разрабатывают ученые и инженеры Университета Овьедо. Сейчас они пытаются решить проблему нехватки электричества, поскольку в темной пещере нет солнечного света, так что роботам придется как-то действовать в этих условиях. Выход вроде бы найден. Весь рой опустят в лавовую трубку на особом кабеле при помощи крана. На конце кабеля — беспроводная зарядка. Если робот находится в пределах прямой видимости, то его аккумулятор заряжается без всяких проводов. Кроме того, на конце этого же кабеля находится модуль, который принимает и передает данные наверх — к основной станции. А та, в свою очередь, коммуницирует с Землей и центром управления.

Это связанные между собой проекты?

Да, оба стали частью проекта ESA Concurrent Design Facility (CDF). Другие элементы CDF — лунный посадочный модуль, о котором говорилось выше и инициатива Moonlight. В первом случае планируется разработать надежное транспортное средство, во втором — навигационный и коммуникационный инструмент, который поможет в изучении Луны.

Но прежде всего нужно понять, сколько энергии нужно для проекта. Насколько обширным может быть доступный для изучения регион на Луне, а также что потребуется для обследования провалов и пещер.

А зачем вообще изучать все это?

Как и говорилось выше, колонистам нужно надежное укрытие, где можно будет разместить людей, технику, припасы и все остальное, что потребуется людям. Условия на поверхности Луны — не сахар, колония постоянно будет подвергаться воздействию как высоких, так и очень низких температур. Плюс ко всему, проблема — солнечное излучение и «бомбардировка» микрометеоритами.

Пещеры на Луне есть точно, лавовые трубки — далеко не редкость. Образуются они в то время, когда лава вытекает из жерла вулкана и постепенно остывает. Внешние слои лавы застывают быстро, а внутренние — медленнее, они продолжают двигаться, и расплавленная масса оставляет полость.

Одну из пещер обнаружили еще в 2017 году, это открытие помог совершить японский зонд SELENE (еще известен как Кагуя), оснащенный радаром. Он отправляет радиосигнал, способный проникать под поверхность. Специалисты измеряют время между отправкой и приемом отраженных сигналов, определяя строение рельефа.

К слову, пещеры на Луне могут быть гигантскими, достаточными для того, чтобы в них поместился среднего размера город. Например, пещера, которую обнаружил японский зонд, имеет длину в 50 км, а высоту — в 75 м. Образовалась пещера около 3,5 млрд лет назад, поэтому катаклизмы, которые могли произойти, уже произошли и человеку в таком месте не грозит ничего. Конечно, если правильно все обустроить.

Ресурсы на спутнике Земли есть. Во всяком случае, льда там много. Пока что неясно, насколько он пригоден для использования в системе жизнеобеспечения лунных колонистов, но хотя бы для технических нужд применять его можно.