Кратер вечной тени (англ. Permanently shadowed crater) или кратер вечной тьмы (англ. Craters of eternal darkness) — это депрессия на поверхности небесного тела в Солнечной системе, в которой есть область, никогда не освещаемая Солнцем. Такие области называются «постоянно затенёнными регионами» (англ. permanently shadowed regions)[1][2].
На 2019 год на Луне были найдены 324 кратера вечной тени[3]. Кратеры вечной тени есть также на Меркурии[4][5] и Церере[6].
Расположение
Кратеры вечной тьмы обязаны располагаться в полярных регионах небесных тел, и могут присутствовать лишь на телах с очень малым наклоном оси вращения. Отклонение оси вращения от перпендикуляра к плоскости эклиптики у Луны примерно равно лишь 1,54°, у Меркурия около 0,01°, а у Цереры около 4°. У Земли, Марса и Венеры оно существенно больше, так что кратеров вечной тьмы на этих планетах нет.
На Луне области постоянной тени встречаются на обоих её полушариях до широты 58°, причём известно около 50 постоянно затенённых областей на широтах от 58° до 65°[7].
Суммарная площадь непрерывно затенённых регионов Луны — около 31 059 км², из них 17 698 км² (57%) расположены в южном полушарии, 13 361 км² — в северном[8][9].
Условия в кратерах вечной тьмы
Кратеры вечной тьмы на Луне и Меркурии могут быть полезны при колонизации космоса наличием в них водяного льда[10], который можно превратить в воду для питья, кислород для дыхания и горючее для ракет (жидкий водород и жидкий кислород)[11]. Примеры таких кратеров, в которых уже отмечено наличие воды, — Рождественский[12] и Кабео[13] на Луне. При спектральном анализе данных, собранных зондом LCROSS, в этих кратерах были обнаружены такие элементы, как серебро, платина, золото (0,11 % в пределах отдельного рудного тела) и ртуть в более высоких концентрациях (0,53 %)[14]. Пример области почти постоянной тьмы на Церере — часть кратера Juling[15].
Бизнес-анализ показывает, что добыча горючего в таких кратерах может быть коммерчески выгодна[16]. Доставка горючего для геостационарных спутников с Земли стоит от 10 до 50 млн долларов за тонну[17]. Доставка его с Луны, в силу её пониженной гравитации, будет обходиться в несколько раз дешевле.
Иногда рядом с кратерами вечной тьмы располагаются пики вечного света, которые могут быть полезны для выработки солнечной энергии. Например, два пика рядом с кратером Шеклтон в сумме освещаются примерно 94 % времени в году[18].
Температура в постоянно затенённых областях постоянна. На Луне эта температура примерно равна 50 K или ниже[19] (по другой оценке, 25—70 K[20]). Столь низкие температуры делают эти области перспективными для размещения будущих инфракрасных телескопов[11][21].
Однако с другой стороны, компьютерное моделирование показывает, что мощные солнечные бури могут заряжать поверхность около полюсов и, возможно, создавать «вспышки», плавящие и испаряющие грунт[22][23].
Другие вызовы таких регионов — это тьма, мешающая луноходам обозревать окрестности, криогенность реголита, затрудняющая его перемещение, и возможные сложности со связью[24].
Кратеры вечной тьмы могут содержать очень высокую концентрацию гелия-3, потенциального горючего будущего[25].
Исследования
В силу постоянной затенённости, области вечной тьмы невозможно картировать телескопами и спутниковыми камерами зрительного диапазона, поэтому их топографические карты составляются лазерными дальномерами.
В 2009 году аппарат НАСА LCROSS сбросил в лунный кратер Кабео ударный зонд и зафиксировал в выбросах от удара воду[26].
В 2012 году аппарат НАСА LRO обнаружил, что поверхность постоянно затенённых областей имеет пористый и рассыпчатый характер, что указывает на наличие водяного льда[27].
В 2018 году анализ данных аппарата НАСА с индийского зонда Чандраян-1 подтвердил наличие залежей водного льда в кратерах вечной тьмы, основная часть которых находится в регионе Южного полюса Луны[28].
Планы
НАСА планировало запустить в составе намеченной на 2022 год миссии «Артемида-1» на окололунную орбиту кубсат «Лунный фонарик[англ.]», специально нацеленный на поиск и оценку залежей лунного льда, однако в ходе подготовки к миссии этот аппарат не попал в очередное «окно интеграции» с основной нагрузкой, и дальнейшая его судьба пока неясна[29].
Агентство НАСА создало для съёмки постоянно затенённых областей с орбиты с высоким разрешением камеру ShadowCam, которую планирует вывести на окололунную орбиту в 2022 году в качестве полезной нагрузки Korea Pathfinder Lunar Orbiter[англ.].
Проект Международной лунной обсерватории предполагает установку на валу кратера вечной тьмы Малаперт первого, небольшого, телескопа на поверхности Луны[30].
Статус
В 2020 году НАСА в одностороннем порядке присвоило постоянно затенённым областям Луны статус «уязвимых мест» (англ. sensitive location), чтобы избежать их загрязнения[31].
См. также
- Пик вечного света
- Полезные ископаемые Луны[англ.]
Примечания
- ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 1 марта 2021. Архивировано 18 марта 2021 года.
- ↑ GMS: The Moon's Permanently Shadowed Regions. Дата обращения: 1 марта 2021. Архивировано 18 марта 2021 года.
- ↑ Список постоянно затенённых регионов Архивная копия от 23 января 2021 на Wayback Machine // LRO (англ.)
- ↑ Permanently shadowed, radar-bright regions on⦠| The Planetary Society. Дата обращения: 1 марта 2021. Архивировано 27 февраля 2021 года.
- ↑ Eternal Darkness of Petronius Crater Архивная копия от 29 июля 2020 на Wayback Machine // НАСА (англ.)
- ↑ Schorghofer, Norbert; Mazarico, Erwan; Platz, Thomas; Preusker, Frank; Schröder, Stefan E.; Raymond, Carol A.; Russell, Christopher T. (2016). "The permanently shadowed regions of dwarf planet Ceres". Geophysical Research Letters. 43 (13): 6783—6789. doi:10.1002/2016GL069368. (англ.)
- ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 1 марта 2021. Архивировано 29 апреля 2021 года.
- ↑ Crawford, Ian (2015). "Lunar Resources: A Review". Progress in Physical Geography. 39 (2): 137—167. arXiv:1410.6865. Bibcode:2015PrPG...39..137C. doi:10.1177/0309133314567585. (англ.)
- ↑ Вторая лунная гонка. Что получат завоеватели? Дата обращения: 10 августа 2022. Архивировано 26 августа 2022 года.
- ↑ Water Ice Confirmed on Surface of Moon for 1st Time | Space. Дата обращения: 1 марта 2021. Архивировано 21 августа 2018 года.
- ↑ 1 2 https://web.archive.org/web/20060213061216/http://www.space.com/scienceastronomy/solarsystem/moon_mountain_020326.html (англ.)
- ↑ Mitchell, Julie (2017). "Investigations of Water-Bearing Environments on the Moon and Mars". Bibcode:2017PhDT.......229M.
{{cite journal}}: Cite journal требует|journal=(справка) (англ.) - ↑ LCROSS Mission Finds Water — Planetary News | The Planetary Society
- ↑ Platts, Warren J.; Boucher, Dale; Gladstone, G. Randall (12 December 2013). "Prospecting for Native Metals in Lunar Polar Craters". 7th Symposium on Space Resource Utilization. doi:10.2514/6.2014-0338. Архивировано 10 февраля 2023.
- ↑ https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-dawn-reveals-recent-changes-in-ceres-surface Архивная копия от 19 февраля 2021 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ Ice Mining in Lunar Permanently Shadowed Regions | New Space
- ↑ Сравнительная стоимость запуска полезного груза в космос на разных РН. Дата обращения: 20 апреля 2022. Архивировано 3 марта 2022 года.
- ↑ Bussey D. B. J., McGovern J. A., Spudis P. D., Neish C. D., Noda H., Ishihara Y., Sørensen S.-A. (2010). "Illumination conditions of the south pole of the Moon derived using Kaguya topography". Icarus. 208 (2): 558—564. Bibcode:2010Icar..208..558B. doi:10.1016/j.icarus.2010.03.028.
{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка) (англ.) - ↑ http://lroc.sese.asu.edu/posts/96 Архивная копия от 23 января 2021 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ http://lroc.sese.asu.edu/posts/979 Архивная копия от 9 ноября 2020 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2008/09oct_liquidmirror/ Архивная копия от 23 марта 2011 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ http://thescienceexplorer.com/universe/solar-storms-could-spark-soils-moons-poles Архивная копия от 2 марта 2021 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ https://www.semanticscholar.org/paper/Deep-dielectric-charging-of-regolith-within-the-Jordan-Stubbs/435f72e106b79692c11c71aba998c96638f3ff39 Архивная копия от 29 июля 2020 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ https://www.nasa.gov/content/roving-in-the-permanently-shadowed-regions-of-planetary-bodies/ (недоступная ссылка) (англ.)
- ↑ Cocks, F. H. (2010). "3He in permanently shadowed lunar polar surfaces". Icarus. 206 (2): 778—779. Bibcode:2010Icar..206..778C. doi:10.1016/j.icarus.2009.12.032.
- ↑ https://web.archive.org/web/20100122233405/http://www.planetary.org/news/2009/1113_LCROSS_Lunar_Impactor_Mission_Yes_We.html (англ.)
- ↑ https://www.space.com/14284-moon-permanently-shadowed-regions-water-ice.html Архивная копия от 14 апреля 2021 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ https://www.space.com/41554-water-ice-moon-surface-confirmed.html Архивная копия от 21 августа 2018 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ Four Artemis I CubeSats miss their ride (англ.). Space Scout (3 октября 2021). Дата обращения: 11 января 2022. Архивировано 17 апреля 2022 года.
- ↑ https://www.spaceflightinsider.com/missions/space-observatories/international-lunar-observatory-new-astrophysical-perspective/ Архивная копия от 4 марта 2021 на Wayback Machine (англ.)
- ↑ https://www.businessinsider.in/science/space/news/nasa-new-rules-to-protect-mars-and-moon-from-earth-germs/articleshow/76906055.cms Архивная копия от 14 августа 2020 на Wayback Machine. (англ.)
Ссылки
- Список постоянно затенённых регионов Луны (LRO) (англ.)
- Вечная тьма около Северного полюса (англ.)
- Вечная тьма в кратере Петроний (англ.)
Эта страница в последний раз была отредактирована 26 мая 2024 в 23:15.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.