ЛЕНД — 10 лет на орбите Луны

27 июня 2019 22:41

В июне 2019 года исполнилось 10 лет с момента, как на окололунной орбите впервые включился российский нейтронный телескоп ЛЕНД, разработанный в Институте космических исследований РАН. Он был создан, чтобы исследовать распространенность воды в верхнем слое лунного реголита.

За прошедшее десятилетие наблюдений прибор совершил более 12 400 витков вокруг Луны и передал на Землю более 110 гигабайт данных научных измерений. На их основе были построены глобальные карты нейтронного излучения поверхности естественного спутника. В среднем, на каждый квадратный километр лунной поверхности приходится около 3 килобайт научной информации о нём.

На основе обработки данных измерений прибора ЛЕНД были построены карты массовой доли воды в лунном веществе. Показано, что в окрестности северного и южного лунных полюсов расположены районы вечной мерзлоты с относительно высоким содержанием водяного льда, от долей процента до нескольких процентов по массе.

Этот экспериментальный факт значительно повлиял на формирование стратегии лунных исследований в XXI веке. Особенный интерес стал вызывать район южного полюса. Именно здесь будут проводиться ближайшие детальные исследования лунной природной среды, чтобы в будущем разместить лунные автоматические лаборатории и, в более отдаленной перспективе, — лунные посещаемые станции.

В частности, лунная российская автоматическая межпланетная станция «Луна-25» в 2021 году будет направлена в приполярный район Луны на широте около 70 градусов ю.ш. Здесь, по данным измерений прибора ЛЕНД, массовая доля воды реголите составляет несколько десятых долей процента.

Кроме этого, прибор ЛЕНД помог лучше узнать радиационную обстановку вблизи Луны и на её поверхности. Эти данные тоже стали важным вкладом в подготовку будущих лунных экспедиций. Они подтвердили необходимость обеспечить радиационную защиту для продолжительных миссий, для которой, в частности, можно использовать лунный реголит (для бытовых и жилых отсеков лунных станций).

На фото карта южной полярной области Луны по данным прибора ЛЕНД с 2009 по 2018 гг.

Цветом показаны вариации массовой доли воды (WEH), которая соответствует наблюдаемому количеству водорода в грунте

Эксперимент ЛЕНД на лунной орбите будет продолжаться. На основе практического опыта, полученного в ходе этого космического эксперимента, был создан аналогичный прибор для российско-европейского проекта ExoMars — нейтронный детектор ФРЕНД, который сейчас успешно решает задачу картографирования массовой доли воды в веществе поверхности Марса.

Нейтронный телескоп ЛЕНД был создан в ИКИ РАН на основе контракта с Федеральным космическим агентством (сегодня Госкорпорация «Роскосмос»). Он установлен на американском аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter (рус. — «Лунный разведывательный орбитер»). Сотрудничество по этому эксперименту с NASA  проходит на основе межагентского Соглашения. Руководит экспериментом ЛЕНД д.ф.-м.н. И.Г. Митрофанов, руководитель отдела ядерной планетологии ИКИ РАН.

На основе проведённых лунных исследований опубликовано 18 статей в рецензируемых научных журналах, защищены 3 диссертации. За разработку космического научного прибора ЛЕНД сотрудники ИКИ РАН М.И. Мокроусов и А.Б. Санин удостоены Премии Президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых за 2010 г.