Десять лет исследований Луны: российский прибор ЛЕНД на борту лунного спутника НАСА ЛРО

24 Июн 2019

23 июня 2019 года исполнилось ровно десять лет с того момента, как на окололунной орбите 23 июня 2009 года в 23 часа 13 минут всемирного времени впервые включился российский нейтронный телескоп ЛЕНД, созданный в Институте космических исследований РАН.

ЛЕНД был создан, чтобы исследовать распространенность воды в верхнем слое лунного реголита, и установлен на борту лунного спутника ЛРО («Лунный разведывательный орбитер», Lunar Reconnaissance Orbiter, НАСА). За прошедшее десятилетие наблюдений прибор вместе с ЛРО совершил более 12400 витков вокруг Луны и передал на Землю более 110 гигабайт данных научных измерений. На их основе были построены глобальные карты нейтронного излучения поверхности нашего естественного спутника. В среднем, на каждый квадратный километр лунной поверхности приходится около 3 кбайт научной информации о нем.

 
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 (с) Отдел ядерной планетологии ИКИ РАН

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.

Нейтронный телескоп ЛЕНД (с) Отдел ядерной планетологии ИКИ РАН
Нейтронный телескоп ЛЕНД (с) Отдел ядерной планетологии ИКИ РАН

В частности, первая «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).

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 «ЭкзоМарс» — 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»). Сотрудничество по этому эксперименту с НАСА 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.

Церемония вручения премий Президента России в области науки и инноваций для молодых учёных за 2010 год. Лауреатом премии стал Максим Мокроусов — за разработку уникального космического нейтронного детектора ЛЕНД и получение с его помощью новых результатов в изучении Луны (c) Пресс-служба Президента России Церемония вручения премий Президента России в области науки и инноваций для молодых учёных за 2010 год. Лауреатом премии стал Антон Санин (c) Пресс-служба Президента России
Церемония вручения премий Президента России в области науки и инноваций для молодых учёных за 2010 год. Лауреатами премии стали Максим Мокроусов (слева) и Антон Санин (справа) — за разработку уникального космического нейтронного детектора ЛЕНД и получение с его помощью новых результатов в изучении Луны (c) Пресс-служба Президента России
Дополнительная информация: 
  1. 20.09.2018 ЛЕНД строит карты распределения воды на Луне Сообщение пресс-службы ИКИ РАН
  2. 03.08.2014 Прибор ЛЕНД изучает водные ресурсы Луны Сообщение пресс-службы ИКИ РАН
  3. 21.10.2010 Российский нейтронный телескоп ЛЕНД подтверждает существование воды на Луне (.pdf) Сообщение пресс-службы ИКИ РАН
  4. 15.09.2009 Российский космический прибор ЛЕНД обнаружил на Луне локальные районы с высоким содержанием водорода (.doc) Сообщение пресс-службы ИКИ РАН
  5. 18.06.2009 Российский нейтронный детектор ЛЕНД стартовал к Луне (.doc) Сообщение пресс-службы ИКИ РАН
  6. Страница прибора ЛЕНД на сайте отдела ядерной планетологии Института космических исследований РАН