Карта Луны, объединяющая данные, полученные в видимом и ультрафиолетовом диапазонах, открывает нашему взору области, богатые титановыми рудами. Важность этого заключается не в том, что титан – ценный ресурс, а в том, что эти данные могут помочь ученым разобраться во внутреннем строении Луны.

Авторы карты – Марк Робинсон и Бретт Деневи. «При взгляде на Луну, ее поверхность кажется испещренной мазками серой краски. Во всяком случае, так ее воспринимает человеческий глаз. Но при использовании подходящих инструментов Луна может стать цветной, – говорит Робертсон, сотрудник Государственного университета Аризоны. – Лунные моря кажутся красноватыми в одних местах и голубыми в других. Хотя эти вариации и невелики, они могут дать нам полезную информацию о химическом составе и эволюции лунной поверхности. Они показывают места, в которых наблюдается избыток титана или железа, а также возраст этой местности».

Данные получены при помощи широкоугольной камеры зонда LRO. Она проводит наблюдение поверхности на нескольких длинах волн с пространственным разрешением между 100 и 400 метрами на пиксель. Определенные элементы (материалы) поглощают и излучают свет на разных длинах волн по-разному, и на некоторых имеют ярко выраженные пики. Камера зонда работает как спектрометр (осуществляет мультиспектральный анализ – на нескольких длинах волн) и помогает ученым понять состав лунной поверхности.

Команда Робинсона ранее уже работала с аналогичными данными, полученными Хабблом, для определения наличия титана в небольшой области с центром в месте посадки Аполлона 17. Оказалось, что в этой области содержание титана в лунном грунте отнюдь не одинаково. Сравнивая данные, собранные в ходе работы экипажа Аполлона и полученные Хабблом, ученые обнаружили, что содержание титана кореллирует с отношением между количеством света, отраженного в видимом и ультрафиолетовом диапазонах.

«Нашей задачей было определить, сработает ли такой подход на большом пространстве, или же это было связано с локальными особенностями места посадки Аполлона», – поясняет Робинсон.

Его команда создала мозаику из примерно 400 изображений широкоугольной  камеры зонда, полученных в течение месяца. Используя тот же подход, что и при работе с данными Хаббла, они использовали отношение между яркостью в видимом и ультрафиолетовом диапазонах для определения содержания титана, сравнивая свои выводы с данными, полученными при изучении образцов грунта, собранных Аполлонами и лунниками.

Содержание титана в подобных камнях на Земле не превышает одного процента. Новая карта Луны говорит о том, что в морях содержание титана колеблется от одного до чуть более чем десяти процентов. В горах же титана мало – не более процента. Эти данные совпадают с полученными при анализе образцов с точностью до процента.

«Мы все еще толком не понимаем, почему на Луне настолько больше титана, чем на Земле. Богатство нашего спутника титаном говорит о каких-то особенностях внутреннего строения и процессов Луны в течение короткого времени после ее формирования. Это – область знания геологов», – говорит Робинсон.

Большая часть лунного титана находится в ильмените, минерале, содержащем кроме него железо и кислород. Будущие обитатели Луны смогут расщепить такой минерал, получив три чрезвычайно важных элемента. Кроме этого минералы, содержащие титан, особенно эффективны в обогащении их солнечным ветром, что может сделать их источником других важных элементов.

«Наша новая карта – полезный инструмент при планировании будущих экспедиций на Луну. Ведь лучше всего высадиться на территории, которая не только представляет большой научный интерес, но также может быть использована для создания будущей лунной базы, то есть должна содержать максимально полезные минералы. Области, богатые титаном, удовлетворяют обоим критериям. Это и путь к пониманию внутреннего строения Луны и возможность добычи важных элементов», – говорит Робинсон.

Карта также проливает свет на воздействие космической погоды на поверхность Луны. С течением времени состав поверхности изменяется из-за ее бомбардировки заряженными частицами или микрочастицами. Эти два процесса разрушают камень, превращая его в равномерно распределенную пыль, а также изменяют химический состав, а значит, и цвет. Более молодые камни, которые оказались на поверхности недавно (например, в результате падения крупного метеорита) имеют голубой цвет и большую отражающую способность. Со временем они темнеют и краснеют, исчезая примерно через 500 миллионов лет.

«Одно из интересных открытий, которое нам удалось сделать – это время воздействия космической погоды, обнаруживаемое в ультрафиолетовом диапазоне. Оказалось, что в видимом диапазоне эти изменения можно заметить гораздо позже. В ультрафиолетовой мозаике изображений зонда LRO даже кратеры, которые мы считали молодыми, оказались довольно зрелыми. Только небольшие кратеры, образовавшиеся совсем недавно, выглядят как свежие камни, только что появившиеся на поверхности», – говорит Деневи из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса.

Карта также дала важные наметки в понимании причины высокой отражательной способности вихрей, волнообразных образований, связанных с магнитным полем, на поверхности Луны. Можно предположить, что под действием магнитного поля изменяется направление солнечного ветра, что приводит к замедлению старения некоторых областей, отчего они остаются более светлыми. Большая часть лунной поверхности, не защищенная магнитным полем, стареет довольно быстро. Это открытие также говорит о том, что солнечный ветер является более важным фактором в процессе старения лунной поверхности, чем бомбардировка микрометеоритами.