Советские разработки помогли создать метод исследования лунного грунта без прилунения

Методы дистанционного изучения лунного грунта существуют уже несколько десятков лет. Это так называемые пассивные методы — гамма-спектральный, нейтронно-спектральный и рентгенофлуоресцентный, основанные на исследовании естественно возбуждаемого излучения поверхностных пород Луны с орбиты ее искусственного спутника. Основным минусом пассивных методов дистанционного анализа является низкая интенсивность естественных потоков характеристических излучений лунных пород. Усилить интенсивность, а тем более контролировать эти потоки человек не может, при этом усовершенствовать сами методы тоже крайне сложно: нельзя ни увеличить пространственное разрешение получаемых результатов (карт состава пород), ни увеличить число определяемых элементов, ни повысить точность определения их содержания.

«Принципиально новые возможности может открыть только переход к применению активных методов дистанционного элементного анализа, основанных на спектрометрии искусственно возбуждаемых в поверхностном слое грунта характеристических излучений породообразующих элементов», — говорит автор исследования, профессор кафедры физической механики математико-механического факультета СПбГУ, доктор физико-математических наук Евгений Колесников.

Метод, разработанный учеными СПбГУ и МГТУ ГА, основан на спектрометрии характеристического рентгеновского излучения (ХРИ) лунных пород. Исследователи предлагают искусственно возбуждать это излучение в поверхностном слое грунта Луны электронным пучком: специальный комплекс аппаратуры создает пучок и направляет его на интересующий участок лунной поверхности, а затем на основе анализа регистрируемого рентгеновского излучения определяет элементный состав пород этого участка. Весь процесс должен будет осуществляться на одном космическом аппарате, на окололунной орбите, проходящей на высоте порядка 40 километров над поверхностью Луны.

С помощью разработанного учеными метода можно будет составлять более подробные и точные карты поверхностных пород Луны как по легким (магний, алюминий и кремний), так и тяжелым (кальций, титан, железо) основным породообразующим элементам, определять связи форм рельефа с элементным составом, а также состав пород отдельных участков лунной поверхности, представляющих научный интерес. Изучение лунной поверхности позволит не только обогатить знания о ее природе, но и — в перспективе — поможет построить базы на Луне и приступить к ее промышленному освоению.

Интересно, что изучение возможностей исследования лунного грунта дистанционно — с орбиты Луны — успешно развивалось в СССР в 1960–70-е годы, однако в 1980-х лунные программы были приостановлены и многие начинания в этой области остались на бумаге, а затем отправились в архив. Сегодня совершенствование методов исследования поверхности Луны снова становится актуальным. В данном исследовании за основу были взяты многолетние наработки лаборатории физической механики НИИ математики и механики СПбГУ, в том числе результаты рукописной работы 1982 года.