Основным источником камней на
поверхности Луны стали ударные кратеры, появившиеся от падений метеоритов. Они
не видны на изображениях из-за ограниченного разрешения фотоснимков, поэтому о
них могут разбиться лунные аппараты при посадке. Ученые исследовали
распределение крупных камней и глыб в разных точках Луны – в районе посадки
советского Лунохода-1 в Море Дождей, на плато Аристарх в Океане Бурь и в
материковой горной области на обратной стороне Луны. В результате они получили
математические модели, с помощью которых можно рассчитать распределение камней
размером от 20 см до 1,5 м. Это позволит безопасно опускать посадочные аппараты
на лунную поверхность.
Работу провели сотрудники лаборатории
геохимии Луны и планет Института геохимии и аналитической химии имени В. И.
Вернадского (ГЕОХИ) РАН.
Крупные камни на лунной поверхности (1)
вокруг кратера диаметром 90 м с координатами 24.724º с.ш. 48.600º з.д. Камни
(2) с зарегистрированными размерами и координатами.
Для исследования использовались изображения лунной
поверхности с разрешением 0,50–0,72 м. Крупные камни обладают более высокой
отражающей способностью, чем мелкозернистый материал реголита, и легко
дешифрируются даже при большой высоте Солнца над горизонтом. По данным
луноходов и посадочных космических аппаратов, основная масса камней на
поверхности – размером от 1–2 до 40–50 см. Из-за своих небольших размеров они не
видны на изображениях, полученных с орбитальных лунных аппаратов.
Исследования показали, что из-за дробления и выброса
подстилающих скальных пород (самый нижний слой почвы) размеры камней и их
количество вокруг свежих ударных кратеров резко возрастает. Вблизи относительно
крупных кратеров диаметром в несколько сотен метров и более могут наблюдаться
россыпи крупных глыб, размером в нескольких метров. Наиболее крупные камни, как
правило, сосредоточены в пределах вала ударного кратера. Внутри кратеров концентрация
камней также в несколько раз превышает их количество за его пределами. С
удалением от кратера размеры и плотность распределения камней заметно
уменьшаются.
Исследованные учеными типы местности на Луне
отличаются разным распределением камней. Морские равнины характеризуются
наименьшей плотностью камней по сравнению с Плато Аристарх и материковой
местностью. Материковая местность по сравнению с морскими равнинами при
аналогичной межкратерной плотности камней характеризуется в два раза большей
средней плотностью камней размером 1,5 м и более. Переходная местность Плато
Аристарх отличается не только более высокой плотностью камней, которая почти в
три раза выше плотности на морских равнинах, но и более однородным их
распределением. При этом межкратерная плотность камней более чем на порядок
выше значений на морской и материковой местности.
«На основе исследованного распределения
плотности камней размером от 1,5 м получена математическая модель кумулятивного
распределения камней больше заданного диаметра N>D, в которой коэффициенты и
показатель степени в функции ƒ(D) определяются методом аппроксимации для
каждого из типов местности. Модель хорошо согласуется с наблюдаемыми данными и
позволяет также оценить плотность наиболее опасных для посадочных космических
аппаратов камней в невидимом с орбиты диапазоне размеров от 0,2 до 1,5 м», –
отметил заведующий лабораторией геохимии Луны и планет ГЕОХИ РАН Евгений
Слюта.
Для каждого района посадки сотрудниками ГЕОХИ РАН
создается инженерная модель поверхности, включая оценку распределения плотности
камней в диапазоне определенных размеров, на основе которой инженерами со
стороны заказчика рассчитываются определенные параметры посадочного аппарата, в
том числе вероятность встречи опасных камней, величина которой должна
соответствовать утвержденным требованиям по безопасной посадке. В противном
случае выбирается другое, более безопасное место посадки.
Исследования выполнены при финансовой поддержке
Минобрнауки России. Результаты опубликованы в одном из ведущих международных научных
журналов.
Источник: Минобрнауки
России.