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 ) .

На 2019 год на Луне были найдены 324 кратера вечной тени . Кратеры вечной тени есть также на Меркурии и Церере .

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° .

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 .

Условия в кратерах вечной тьмы

Кратеры вечной тьмы на Луне и Меркурии могут быть полезны при колонизации космоса наличием в них водяного льда , который можно превратить в воду для питья, кислород для дыхания и горючее для ракет ( жидкий водород и жидкий кислород ) . Примеры таких кратеров, в которых уже отмечено наличие воды, — Рождественский и Кабео 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 %) . Пример области почти постоянной тьмы на Церере — часть кратера Juling .

Бизнес-анализ показывает, что добыча горючего в таких кратерах может быть коммерчески выгодна . Доставка горючего для геостационарных спутников с Земли стоит от 10 до 50 млн долларов за тонну . 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 .

Температура в постоянно затенённых областях постоянна. На Луне эта температура примерно равна 50 K или ниже (по другой оценке, 25—70 K ). Столь низкие температуры делают эти области перспективными для размещения будущих инфракрасных телескопов .

Однако с другой стороны, компьютерное моделирование показывает, что мощные солнечные бури могут заряжать поверхность около полюсов и, возможно, создавать «вспышки», плавящие и испаряющие грунт .

Другие вызовы таких регионов — это тьма, мешающая луноходам обозревать окрестности, криогенность реголита, затрудняющая его перемещение, и возможные сложности со связью .

Кратеры вечной тьмы могут содержать очень высокую концентрацию гелия-3 , потенциального горючего будущего .

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 .

В 2012 году аппарат НАСА LRO обнаружил, что поверхность постоянно затенённых областей имеет пористый и рассыпчатый характер, что указывает на наличие водяного льда .

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 .

Планы

НАСА планировало запустить в составе намеченной на 2022 год миссии « Артемида-1 » на окололунную орбиту кубсат « », 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 .

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 .

Проект Международной лунной обсерватории предполагает установку на валу кратера вечной тьмы Малаперт первого, небольшого, телескопа на поверхности Луны .

Статус

В 2020 году НАСА в одностороннем порядке присвоило постоянно затенённым областям Луны статус «уязвимых мест» ( англ. sensitive location ), чтобы избежать их загрязнения .

См. также

• Пик вечного света

Примечания

Ссылки

• ( LRO ) (англ.)
• (англ.)
• (англ.)