Используя данные с радара, который летел на борту индийского космического зонда Chandrayaan-1 («Лунный корабль»), ученые обнаружили ледяные залежи около северного полюса Луны. Прибор NASA Mini-SAR, облегченный радар с синтезированной апертурой, нашел свыше 40 малых кратеров со льдом. Размеры кратеров от 2 до 15 км в диаметре. Хотя общее количество льда зависит от ее толщины в каждом кратере, ориентировочно это 600 миллионов тонн.
Mini-SAR запечатлел многие из затененных областей, которые есть на обоих полюсах Луны. Эти темные области являются чрезвычайно холодными местами и, гипотетически, могут являться местами содержащими такие вещества, как лед. Главная цель для экспериментального исследования с использованием Mini-SAR состоит в том, чтобы запечатлеть и характеризовать любые залежи, которые существуют.
Mini-SAR - облегченный (меньше чем 10 кг) фото-радар. Он использует поляризационные свойства отраженных радиоволн, чтобы характеризовать поверхность. Для создания изображений используется излучение с левой круговой поляризацией. Так что отражение от типичных поверхностей Луны для Mini-SAR будет с правой круговой поляризацией, т.к. поляризация во время отражения радиоволн полностью изменяется. Отношение круговой поляризации после отражения к поляризации до, называется отношением круговой поляризации (CPR). Большая часть Луны имеет низкий CPR, означая нормальную инверсию, но некоторые места имеют высокое CPR. Например, очень грубые, новые поверхности (такие как «молодой» новый кратер) и лед, который прозрачен для радиоволн и увеличивает рассеянье импульса, приводя к усилению отражения и, следовательно, высокое CPR. CPR не является единственным способом определения шероховатости или льда. Ученые должны принимать во внимание окружающую среду источника сигнала с повышенным CPR, чтоб интерпретировать его причину.
У многочисленных кратеров около полюсов Луны есть места, которые находятся в постоянной тени солнца. Эти области являются очень холодными и лед в них может находиться неограниченно долго. Свежие кратеры показывают высокие степени поверхностной шероховатости (высокое CPR) и внутри и снаружи края кратера, вызванное крутыми горными породами и каменными россыпями, которые распределены по всей области кратера. Однако, Mini-SAR нашел кратеры около Северного полюса, которые имеют высокое CPR внутри, но не вне их краев. Предполагается, что высокое CPR не вызвано шероховатостью, но некоторым материалом, который ограничен в пределах интерьеров этих кратеров. Ученые связывают это с наличием льда в этих кратерах. Лед должен быть относительно чистым и, по крайней мере, несколько метров толщенной, чтобы дать такой отпечаток.
Предположительное количество льда сопоставимо количеству (несколько сотен миллионов тонн) определенному по результатам исследования с использованием данных с автоматической межпланетной станции для исследования Луны (Lunar Prospector). Различия в оценках между Mini-SAR и нейтронным спектрометром Lunar Prospector из-за глубины проводимого исследования, так как часть полярного льда смешана с лунной почвой и, таким образом, невидима для радара.
"Изображения сделанных измерений и данные от приборов исследования Луны указывают на образование, перемещение, сохранение воды на Луне", сказал Paul Spudis, ведущий исследователь эксперимента Mini-SAR. "Новые открытия показывают, что Луна намного интереснее, и есть что изучать, чем люди думали ранее".
"После анализа данных наша научная группа определила точные свидетельства наличия льда, обнаружение которого, даст будущим полетам новую цель для исследований", сказал Jason Crusan, руководитель программы Mini-RF.
На фотографии изображена карта CPR северного полюса Луны. Свежие, "нормальные" кратеры (красные круги) показывают высокие значения CPR внутри и снаружи их краев. Здесь поверхностное рассеивание вызвано наличием горных пород, обломков столкновения. "Аномальные" кратеры (зеленые круги) имеют высокое CPR внутри кратеров, но не снаружи.