Игорь Митрофанов:

«Из лунной воды можно получить кислород и топливо для ракет»

В ближайшее время нас ожидают очередные открытия, связанные с инопланетной водой, ведь к Луне и Марсу отправятся новые миссии. Подробнее о том, что предстоит выяснить ученым, нам рассказал Игорь Митрофанов, заведующий отделом Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук, руководитель программы ЛЕНД.

То, что на Луне есть вода, доказано в ходе нескольких экспериментов. В частности, наш прибор ЛЕНД, установленный на американском спутнике LRO, подтвердил это. Правда, нейтронный детектор «видит» не воду, а водород. На основе его данных мы можем только предполагать, что этот водород входит в H2O. Но были и прямые измерения, при помощи индийского спутника «Чандраян», оборудованного американским инфракрасным спектрометром. В результате были получены спектральные линии, указывающие на гидроксил – водород, связанный с кислородом. Также в 2009 году американцы осуществили проект LCROSS. Было два космических аппарата, один из них ударился о поверхность Луны, а другой влетел в область взрыва и проанализировал элементный состав, также обнаружив, что в лунном веществе есть вода.

Водный лед находится на поверхности частиц реголита, лунного грунта. Это немного напоминает промерзший влажный песок, который на Земле образуется при отрицательных температурах и отсутствии снега. Получается твердый грунт, почти что камень.

Карта распределения воды и гидроксилов на поверхности Луны (отмечены синим)

Поиски воды на естественном спутнике Земли важны для человечества. Нужно понять природу этой воды – откуда она взялась на лунных полюсах? Есть предположение, что ее принесли кометы. Как известно, значительная часть воды на нашей планете имеет такое же происхождение. Ранняя Земля была очень сильно разогрета, воды на поверхности практически не было. А благодаря падению комет, за длительное время вода накопилась.

Кометы состоят изо льда. Это очень интересные небесные тела, они существовали еще до образования Солнечной системы, а часть из них прилетела от других звезд. В ледяной структуре таких комет есть достаточно сложные химические молекулы, и многие астробиологи вообще предполагают, что эти кометы могут быть переносчиками спор жизни. Поэтому, изучая лунную воду, мы можем изучить и межпланетное, межзвездное вещество, принесенное кометами, и даже обнаружить в нем там какие-то предбиологические органические молекулы.

Воды на Луне – несколько процентов. Об этом говорят данные, которые у нас есть на сегодняшний день. Конечно, все зависит от того, на какой она глубине, потому что в нейтронах мы видим только верхний слой, примерно 60 см. Но несколько процентов – это, в общем, достаточно много. Это означает, что там можно устроить автоматическую станцию, которая будет добывать из реголита воду, кислород и водород.

В перспективе на Луне в районе полюсов будет создаваться лунная база, и на ней вода будет выступать в качестве важного ресурса для системы жизнеобеспечения. Во-первых, сама по себе вода нужна для того, чтобы люди могли там находиться. Во-вторых, из этой воды можно будет очень легко добывать кислород для дыхания. Ну и наконец, в состав воды входит водород, а это хорошее перспективное ракетное топливо. То есть наличие воды позволит в будущем создать систему обеспечения лунной космонавтики ресурсами непосредственно на самой Луне. Не надо будет, как сейчас, специальными автоматическими аппаратами возить на МКС воду и кислород. Все можно будет добывать на месте. Для освоения космоса это открывает новые перспективы.

Последняя советская лунная станция называлась «Луна-24», поэтому следующий наш аппарат получил название «Луна-25». Запуск планируется на 2018 год. Его задачи – отработка новых космических систем и научные исследования Луны в окрестностях южного полюса. Сегодня мы, фактически, восстанавливаем технологии, которые уже, к сожалению, устарели. Поэтому многие вещи придется заново разрабатывать и испытывать. Затем, в 2020 году, полетит «Луна-26» – орбитальный аппарат, спутник Луны, который сделает ее глобальный обзор в рамках опытно-конструкторского проекта «Луна-Ресурс». А в 2021 году к Луне отправится посадочный аппарат «Луна-27». Он будет изучать наиболее интересный район у того же южного полюса и оценивать возможности для создания там лунной базы.

Следующим важным этапом будет разработка и испытания пилотируемых средств для исследования Луны. Потому что космические аппараты «СОЮЗ», которые сейчас летают на МКС, не предназначены для того чтобы везти людей на Луну. Если в обществе будет интерес к развитию космонавтики, и эти разработки получат финансирование, то пилотируемые полеты станут реальностью начиная с 2030 года.

Сейчас активно обсуждается тема возможной колонизации Марса и Луны. Что касается Марса, то он находится на предельном уровне обитаемости, то есть там все-таки есть атмосфера и относительно благоприятная для преобразований природная среда. Пожалуй, Марс – единственная планета в нашей солнечной системе, где после преобразований среды жизнь может существовать постоянно. Плотность и состав атмосферы можно изменить с помощью растений, они могли бы «подкачать» кислород. Но, конечно, это все произойдет еще не скоро. Я думаю, что вопрос о создании там более подходящих для колонизации условий может быть решен в ближайшие сотни лет.

Что касается Луны, то на ней точно атмосферы нет. И главное, что ее там не из чего создать. Поэтому Луна, скорее всего, все-таки будет таким индустриально-космическим седьмым континентом Земли, на котором люди не будут постоянно жить, а будут использовать его как промышленный комплекс. Добывать полезные ископаемые, размещать там какие-то экологически вредные производства. Может быть, для будущей дальней космонавтики Луна окажется более выгодным космическим портом по сравнению с Землей, потому что там можно будет вырабатывать ракетное топливо, и сила тяжести там гораздо меньше, поэтому ракеты для старта с поверхности там сделать гораздо проще.

В некоторые периоды своей истории Марс был очень похож на раннюю Землю. У него было магнитное поле, «толстая» атмосфера, по поверхности текли реки, которые собирались в озера и даже в моря. То, что мы сейчас видим на поверхности Марса, безусловно, свидетельствует об этом.

Марс, долина Мангала. Рельеф, предположительно, был образован таянием льдов

Сейчас вода присутствует на Марсе в виде пара в атмосфере, хотя ее совсем мало. Есть еще ледники на полярных шапках, но обычной воды, к которой мы привыкли, которая течет в Москве-реке, на поверхности точно нет. Может, она находится под поверхностью. Если в ней много растворенных солей, она вполне может оставаться в жидком состоянии и даже иногда вырываться на поверхность, образуя кратковременные протоки на крутых склонах. Но это пока достоверно не установлено.

Вместе с Европейским космическим агентством мы планируем осуществить миссию ExoMars. Всего будет два запуска. В марте 2016 года полетит большой спутник, который сделали европейские коллеги. На нем будут установлены два российских прибора и два европейских, для изучения Марса и его атмосферы. Также на борту будет относительно небольшой спускаемый аппарат «Скиапарелли», названный в честь итальянского астронома, который активно занимался Марсом. Будет отработана система посадки на поверхность, и если все пройдет нормально, то в конце этого десятилетия планируется следующий запуск, который уже будет связан с марсоходом. Он будет изучать наиболее интересный район с точки зрения свойств грунта и присутствия там воды.

Все считают, что вода так или иначе является спутником жизни. Возможно, мы обнаружим на Марсе какие-то остатки предыдущей, прошлой, биосферы этой планеты. А если уж совсем повезет, может, и на нынешнем Марсе что-то удастся обнаружить.

Фото: ИКИ РАН, ESA. 

Силами Disqus