Изучение Луны: Ставка на "Нефритового зайца"

Благодаря китайскому аппарату "Юйту" (название в переводе означает "Нефритовый заяц"), совершившему посадку на Луну в 2013 году в рамках проекта "Чанъэ-3", удалось впервые за 40 лет получить новые данные с поверхности спутника Земли. Их анализ существенно изменил ранее существовавшие научные представления о составе лунных пород.

Изучение Луны после "Аполлона"

До этого приходилось довольствоваться лишь информацией, собранной в 70-е годы "Аполлоном" и "Луной". После окончания американской миссии "Аполлон", изучением Луны занимались в основном орбитальные аппараты. Но их сенсоры в основном способны определять только наличие реголита. Последний не слишком пригоден для исследований, так как на самом деле представляет собой всего лишь смесь различных пород.

В 2013 году автоматическая межпланетная станция "Чанъэ-3" совершила посадку в северной части Моря Дождей, образованного при затоплении лавой большого ударного кратера около 3,85 миллиарда лет назад. От нее отделился посадочный модуль с первым китайским луноходом "Нефритовый заяц" ("Юйту"), который приземлился на плато из застывших базальтовых пород неподалеку от ударного кратера Цзы Вэй (последний назван в честь древнекитайского астронома, жившего в V веке до нашей эры).

Опорные образцы с Луны

Анализ результатов нового исследования опубликован в журнале Nature Communications. Среди авторов работы — специалисты из Шаньдунского университета в Вэйхае (Китай) и Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США).

Базальтовые породы, из которых состоит плато, достаточно молоды и еще не успели нарастить толстый слой реголита и смешаться между собой. Таким образом, это место является идеальным для сбора информации и сравнения ее с ранее полученными данными, считает профессор Вашингтонского университета в Сент-Луисе Брэдли Л. Джоллифф, когда-то занимавшийся анализом образцов лунного грунта, привезенных "Аполлоном".

По словам Джоллиффа, образцам, собранным "Нефритовым зайцем", предстоит стать опорными данными для орбитальных спутников. Наблюдая такие же образцы в других частях Луны, можно будет сделать вывод о сходстве состава пород.

Теория неоднородности пород Луны

На сегодняшний день можно сказать, что базальтовые породы на месте посадки "Чанъэ-3" имеют отличие от образцов, собранных более ранними лунными миссиями. "Аполлону" (1969-1972) и "Луне" (1970-1976) удалось собрать образцы, относящиеся к периоду высокой вулканической активности, имевшей место три-четыре миллиарда лет назад. Те же пробы, которые собрал "Юйту" в районе Моря Дождей, включают породы, которым не более трех миллиардов лет.

Это свидетельствует о том, что верхняя мантия Луны по своему составу менее однородна, чем земная. Таким образом, соотнося химический состав пород с их возрастом, можно проследить эволюцию вулканической активности земного спутника.

Например, в пробах, доставленных миссиями "Аполлон" и "Луна", содержание титана либо слишком высоко, либо слишком мало. А данные рентгеновской и инфракрасной спектроскопии, полученные "Юйту", говорят о том, что базальтовые породы в месте посадки "Чанъэ-3" имеют среднее содержание титана, но в то же время богаты железом.

Как полагают ученые, на ранних стадиях формирования Луны магматические породы кристаллизовались в такие минералы, как оливин и пироксен. На более поздних стадиях сформировался ильменит, в состав которого входил и титан.

Тем не менее, данные с орбитальных аппаратов показывают, что породы в области Моря Дождей богаты одновременно оливином и титаном. Такой результат выглядит, мягко говоря, странным, поскольку кристаллизация оливина происходит на более ранних этапах, чем ильменита, и, как правило, они не попадаются в одних и тех же породах. По мнению одного из участников исследования Алиана Вана, смешивание могло произойти на конечных стадиях кристаллизации магмы.

Увы, из-за возникших технических проблем второй этап лунной программы "Чанъэ-3" удалось осуществить лишь частично. 22 февраля 2014 года "Юйту" впал в спячку. Однако китайцы все-таки уже сделали немало для исследования Луны. Так, ранее они осуществили успешный запуск двух лунных модулей, которым предстоит составить топологическую карту поверхности спутника, и вывели их на окололунную орбиту.

Третий этап программы включает доставку на Землю лунного грунта. Он запланирован на 2017 год.