Опубликованы первые результаты лабораторных исследований грунта с обратной стороны Луны

Команда китайской автоматической станции «Чанъэ-6» опубликовала первичные результаты исследований первых в мире доставленных на Землю образцов реголита с обратной стороны Луны. Оказалось, что образцы представляют собой смесь местных базальтов и небазальтовых выбросов из кратеров, при этом грунт оказался достаточно рыхлым. Статья опубликована в журнале National Science Review.

«Чанъэ-6» полетела в космос в мае этого года, став для Китая шестым по счету аппаратом для исследований Луны и вторым аппаратом для работ на обратной стороне Луны. В конце мая капсула с пробами грунта, собранными на равнинной зоне между центром и южным краем кратера Аполлон в ударном бассейне Южный полюс — Эйткен в южном полушарии Луны, вернулась на Землю, что стало первой в истории доставкой грунта с обратной стороны Луны. Общая масса полученного грунта в виде поверхностного реголита и проб с глубины до одного метра составила 1935,3 грамма.

Бассейн Южный полюс — Эйткен сформировался около 4,2–4,3 миллиарда лет назад и считается крупнейшей подтвержденной ударной структурой в Солнечной системе. Кратер Аполлон, диаметром 490 километров, в свою очередь, наиболее крупная и глубокая ударная структура в бассейне. Таким образом, станция исследовала зону, где можно найти вещество из достаточно глубоких слоев Луны, в том числе мантии. Предполагается, что образцы грунта также помогут ответить на вопрос о природе различий между реголитом на видимой и обратной сторонах Луны. Датирование по кратерам зоны высадки дает оценку возраста базальтовой равнины в 2,79−2,87 миллиарда лет, расчетное загрязнение местных базальтов выбросами из различных кратеров составляет около десяти процентов.

Группа планетологов во главе с Лай Чуньлаем (Chunlai Li) из Лаборатории исследования Луны и дальнего космоса Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук представила первые результаты исследований лунного грунта, собранного «Чанъэ-6», в лабораторных условиях. Ученые изучали физические, петрографические и минералогические свойства частиц, а также их химический состав. В опубликованной работе авторы рассмотрели свойства восьми порций реголита общей массой около 1610 грамм, собранных совком манипулятора из слоя, глубиной не более трех сантиметров.

Визуально доставленный реголит — серо-черного цвета. Он обладает большим содержанием светлых частицы, чем грунт, собранный станцией «Чанъэ-5» на видимой стороне Луны. Кроме того, в нем меньше одиночных и двойных частиц, но несколько больше групп из трех и более частиц, чем в пробах грунта от «Чанъэ-5», что может быть связано с меньшим уровнем выветривания и разрушения агломератов коренных пород. Насыпная плотность грунта составляет 3,035 грамма на кубический сантиметр, что меньше, чем в случае проб грунта от «Чанъэ-5», «Аполлонов» и станций «Луна». Последнее может быть связано с повышенной пористостью или рыхлостью или вкладом более легких пород, таких как стекло или полевой шпат. Стоит отметить, что естественная объемная плотность грунта составляла менее грамма на кубический сантиметр, что делает реголит на Луне в зоне высадки еще более рыхлым.

Около 95 процентов частиц из изученной выборки обладают размерами (эквивалентный диаметр окружности) в диапазоне от 1,11 до 10,77 микрометра. Если говорить о массе, то 95 процентов частиц из выборки достигали массы между 0,0011 и 1,8769 нанограмма. В грунте также наблюдались фрагменты пород, размер которых обычно составлял более миллиметра. Они представляли собой базальты, брекчию и агглютинаты, попадалось также стекло и лейкократовые породы, в которых преобладали анортозит и норит с очень небольшим количеством троктолита. Основными составляющими реголита были плагиоклаз, авгит, пижонит и аморфное стекло. Кроме того, он содержал небольшое количество ортопироксена, ильменита, оливина и других минералов. С точки зрения химического состава, грунт, доставленный «Чанъэ-6», содержит больше Al₂O₃ и CaO и меньше FeO, чем базальты, доставленные «Чанъэ-5».

Таким образом, грунт в зоне высадки станции представляет собой смесь местных базальтов с низким содержанием титана, алюминия и калия и ударных небазальтовых выбросов из окрестностей, преимущественно анортозитовых и норитовых. В пользу этого говорят и пониженные по сравнению с террейном в Море Бурь содержания урана, тория, калия и редкоземельных элементов в реголите. Дальнейшие исследования грунта позволят разобраться в свойствах лунной коры и мантии, а также подробнее описать эволюцию вулканизма на Луне.

«Чанъэ-6» — один из компонентов будущей Международной научной лунной станции. Подробно о ней мы рассказывали в материале «Деревня луноходов».