Защо кацането на Луната през 2028 година може да се окаже най-богатото в историята

Басейнът Южен полюс-Ейткен е най-големият и най-старият ударен кратер, разположен на обратната страна на Луната. От десетилетия той остава загадка за учените. Ново изследване за първи път определя точната посока на удара, създал тази гигантска вдлъбнатина. Оказва се, че астероидът не се е забил от юг на север, както се смяташе досега, а обратното – от север на юг. Това драстично променя картата на разпадането на лунната мантия и означава, че местата за кацане на програмата „Артемида“ може да са буквално осеяни с безценен дълбочинен материал.

Басейнът Южен полюс-Айткен: най-големият кратер на Луната

На обратната страна на Луната се крие вдлъбнатина с наистина планетарни размери. По данни на НАСА басейнът Южен полюс-Айткен се простира от малкия кратер Айткен до южния полюс на Луната, заемайки почти една четвърт от лунната повърхност. Диаметърът му надхвърля 2500 км, което означава, че това е най-големият ударен кратер в Слънчевата система. Средната дълбочина на басейна е около 10 километра.

За да си представим мащаба, това е все едно купа с размерите на половината от Европа да бъде притисната в лунната повърхност. Учените смятат, че басейнът се е образувал преди около 4,2 до 4,3 милиарда години, през т.нар. епоха на късното тежко бомбардиране. Това е период, в който вътрешните планети и техните спътници са били подложени на интензивни удари от астероиди.

Най-високите планини на Луната са разположени по ръба на басейна, като върховете им достигат 8500 метра. Кората под дъното на басейна е изтъняла до 30 км, при средно около 50 км за останалата част от Луната. Ето защо учените отдавна подозират, че ударът може да е пробил кората и да е оголил мантията – дълбокия слой, който съставлява по-голямата част от Луната.

Как се е образувал най-големият кратер на Луната

Елипсовидната форма на басейна Южен полюс-Айткен (SPA) отдавна е предмет на дискусии. Овалните кратери са образувани от коси удари и по техните очертания може да се определи точно откъде е дошъл обектът. Но в случая с този лунен кратер изследователите от години спорят: дали астероидът се е движил от юг на север или обратното?

В новото изследване, публикувано в списание Science Advances, са използвани усъвършенствани триизмерни симулации на процеса на сблъсък и е даден еднозначен отговор. Наблюдаваната форма на котловината – елипса, стесняваща се на юг – се възпроизвежда най-добре чрез симулация на удар на диференцирано тяло с диаметър 260 км, което се движи от север на юг.

Ключовите аргументи в полза на тази траектория са:

• Басейнът се стеснява на юг, т.е. в посока „надолу по течението“ на удара;
• градиентът на дебелината на земната кора е по-стръмен от северната страна;
• В югозападната част на басейна, отвъд неговия ръб, има характерно място с повишено съдържание на торий и желязо, което е типична следа от асиметрично освобождаване.

Това откритие преобръща схващанията, които доминираха в научната общност. В миналото много изследователи предполагаха, че въздействието е от юг на север, и именно на този модел се основаваха прогнозите за разпределението на емисиите.

Откъде е дошъл астероидът, който е оставил кратер на Луната

Моделирането пресъздаде и свойствата на самия астероид с неочаквана точност. Според най-доброто съвпадение на симулацията с реалната геология на басейна, тялото с диаметър 260 километра се е блъснало в Луната под ъгъл от около 30 градуса със скорост около 13 километра в секунда.

За да разберете мащаба, астероидът, който е унищожил динозаврите на Земята, е бил с диаметър около 10 километра. Лунният астероид е бил 26 пъти по-голям.

Астероидът е бил диференциран, т.е. имал е собствено плътно ядро и обвивка, подобно на малка планета. Това е тяло, което е преминало през етапа на вътрешно разделяне на плътността.

Скоростта на удара от 13 километра в секунда показва, че преди сблъсъка обектът се е намирал в орбита с малък наклон към Земята. Авторите на изследването изчисляват, че най-вероятният източник на това тяло е т.нар. зона на Марс – област от пространството между орбитите на Земята и Марс, където в ранната Слънчева система са обикаляли много от градивните материали на планетите.

Астронавтите могат да намерят съкровища на Луната

Най-значимият от практическа гледна точка резултат от изследването е новата карта на разпръскването на мантийния материал. По време на формирането на басейна Южен полюс-Айткен ударът е изхвърлил скали от дълбоките слоеве на Луната и тези изхвърляния са се разпръснали около кратера в характерна картина, наподобяваща крила на пеперуда.

Мантийните скали са разпръснати на 550 км отвъд ръба на басейна по посока на удара и на 650 км в диаметър. По-голямата част от този материал след това се е сринал обратно във вътрешността на басейна, което съответства на гравитационните измервания. Но значителна част от него е останала на повърхността извън кратера.

И тук става интересно. Ако ударът се е движил от юг на север, както се смяташе досега, тогава районът на южния полюс на Луната, точно където е целта на програмата „Артемида“, щеше да е „нагоре по течението“ от удара. Там почти нямаше да има емисии от мантията. Но при удар в посока север-юг е точно обратното: районите в близост до лунния южен полюс, където се планира да кацнат мисиите „Артемида“, би трябвало да съдържат обилни емисии от огромния кратер, включително мантийни скали.

Всъщност едно уточняване на посоката на удара превръща мястото за кацане от геоложки „празно“ в потенциално най-богато.

Новата цел на космическата програма „Артемида“

Програмата „Артемида“ е амбициозен план на НАСА за скъпоструващо завръщане на хора на Луната.

През февруари 2026 г. ръководителят на НАСА Джаред Айзъксман потвърди преработения план: мисията „Артемида III“ ще тества лунни модули за кацане в околоземна орбита, а първото кацане на човек на Луната в рамките на мисията „Артемида IV“ е планирано за 2028 г. Според новото проучване НАСА възнамерява да приземи двама астронавти в близост до южния полюс на Луната – точно в зоната, покрита от мантийни емисии.

Ако моделът на авторите е верен, астронавтите от „Артемида“ ще се окажат на повърхност, на която под краката им буквално лежат фрагменти от лунната мантия, изхвърлени преди повече от четири милиарда години. Никоя предишна мисия не е имала възможност да събере такива проби. Мисиите „Аполо“ например са работили върху близката страна на Луната и не са достигали до толкова дълбоки скали.

Мантията съставлява по-голямата част от Луната, но досега е останала почти недостъпна за пряко изследване. Пробите от нея ще дадат отговор на фундаментални въпроси, като например какво се намира във вътрешността на Луната, как е кристализирал лунният магмен океан и каква е ранната история на Слънчевата система.

На какви въпроси ще отговори програмата „Артемида

Важно е да се подчертае, че досега става дума за резултати от компютърно моделиране. Авторите показаха, че моделът с удар най-добре възпроизвежда наблюдаваните характеристики на басейна Южен полюс-Ейткен: неговата форма, дебелина на кората, разпределение на химическите аномалии. Но окончателното потвърждение е възможно само когато се получат реални проби от Южния полюс.

Известен напредък вече е постигнат: китайската мисия Чанъе-6 достави на Земята първите проби от обратната страна на Луната и те осигуряват уникален прозорец към вътрешната структура на Луната, особено към нейната мантия.

Анализът на тези проби даде възможност на китайските учени да датират образуването на басейна преди 4,25 милиарда години. Въпреки това Чанъе-6 е работил във вътрешността на басейна Южен полюс-Ейткен, а не в южния му край, където според новия модел са концентрирани най-интересните емисии.

Остават редица открити въпроси. Колко точно материал от мантията се е запазил на повърхността в продължение на повече от четири милиарда години? Дали не се е смесил с реголита до такава степен, че да е загубил научната си стойност? Дали действителният състав на скалите ще съвпадне с прогнозите на модела? Само бъдещите мисии могат да дадат отговор на тези въпроси, а програмата „Артемида“ е на първо място в списъка.

Новото изследване е добър пример за това как един уточнен детайл може напълно да пренапише стойностите на цяла космическа програма. Ако моделът се потвърди, 2028 г, това може да е началото на изцяло нов етап в изследването на вътрешността на Луната.