Аннотация результатов, полученных в 2017 году
В первом отчетном году по проекту "Реконструкция геологической истории полярных областей Луны на базе новых высокоточных данных для выяснения источников, распределения и накопления летучих (воды) на Луне" (проект 17-17-01149) нами был проведен обзор фундаментальных проблем исследования Луны, которые включают: проблемы лунной хронологии, внутреннего строения Луны, лунного вулканизма, распределения летучих компонентов в лунном реголите. Формулировка научных проблем и их составляющих позволяет наметить регионы, исследования в которых представляются наиболее важными. Фундаментальная научная проблема летучих компонент Луны наиболее тесно связана с ее полярными областями, так как в этих регионах летучие компоненты, в частности вода, могут накапливаться. На первом этапе работ по конкретизации проблемы летучих компонентов в полярных областях Луны нами была составлена морфологическая карта всей южной полярной области (масштаб 1:1 000 000) от 60ою.ш. до южного полюса. Наиболее значимым морфологическим подразделением на карте является густо кратерированная материковая местность, которая образует базовый ландшафт в южной полярной области и включает выбросы лунных бассейнов и крупных кратеров древнейшего возраста. Ключевую роль в строении густо кратерированной материковой местности южной полярной области играет крупнейшая и древнейшая из известных лунных ударных структур, бассейн Южный полюс - Эйткен (бассейн SPA). Мы оценили мощность слоя выбросов всех лунных бассейнов, накопившихся в зоне посадки Российской экспедиции Луна-25 (Луна-Глоб, Л-Г) между 60-85ою.ш. и 0-60ов.д. Было установлено, что мощность выбросов бассейна SPA в зоне посадки Л-Г может достигать 3.2 км. Вероятность обнаружения вещества, перемещенного при формировании бассейна, составляет в зоне посадки Л-Г более 96%. Дальнейшая работа была сконцентрирована в зоне предполагаемой посадки экспедиции Л-Г. Для этой территории была составлена геологическая карта в масштабе 1: 500 000, которая показывает распределение вещественных комплексов в пространстве и времени. На третьем этапе нашего исследования мы детально изучали три наиболее приоритетные эллипса посадки Л-Г (эллипсы 1, 4 и 6) Целями нашего исследования являлись определение источников вещества и оценка факторов, влияющих на безопасность посадки. Для понимания источников вещества в предполагаемых местах посадки, нами были составлены геологические карты посадочных эллипсов (масштаб 1:25 000), которые были введены в региональный геологический контекст. Источниками вещества во всех трех эллипсах являются близлежащие ударные кратеры, которые переместили в области предполагаемой посадки как материал выбросов бассейна SPA, так и материал, подстилающий покров выбросов бассейна. Для оценки безопасности посадки в перспективных эллипсах нами исследовалась степень каменистости поверхности и распределение малых ударных кратеров в пределах каждого эллипса. Степень каменистости оценивалась с помощью данных радиометра Diviner, установленного на LRO. Установлено, что каменистость поверхности в наиболее перспективных местах посадки экспедиции Луна-Глоб не представляет собой потенциальную угрозу для спускаемого аппарата. Реальную угрозу для проведения успешной экспедиции представляют малые кратеры, у большинства которых наблюдаются затененные стенки при угле Солнца над горизонтом менее 7 градусов, следовательно, стенки таких кратеров круче, чем принятый предел безопасности уклона поверхности, 7о. Плотность таких кратеров в эллипсах 1 и 4 составляет 1200-1400 кратеров на квадратный километр, а их суммарная площадь - 30-35% от площади поверхности посадочных эллипсов. Эллипс 6 практически лишен крутосклонных кратеров и в этой области они не представляют реальной опасности для спускаемого аппарата. Для получения более точных характеристик распределения уклонов на коротких базах, сравнимых с горизонтальными размерами спускаемого аппарата экспедиции Луна-Глоб (3.5 м), нами была проведена оценка распространенности таких уклонов по измерению площади теней стенок крутосклонных кратеров. В результате была оценена вероятность встречи уклона, не превышающего 10° от горизонтали. Наибольшая вероятность встречи таких уклонов характеризует посадочный эллипс 6 (вероятность 83%). В пределах эллипса 1 вероятность встречи пологих уклонов составляет 74%, а в эллипсе 4 - 77%. Была изучена морфология и пространственное распределение геологически молодых вулканических куполов Луны (2600 структур) в зоне 40ос.ш до 60ою.ш. Эти купола, вероятно, образованы высокопористыми лавами, связанными с накоплением летучих в поздних порциях расплава. Купола могли служить одним из потенциальных источников летучих, переотложенных в полярных областях Луны. В пределах южной полярной области были изучены геологически молодые (менее 100 млн. лет.) надвиговые структуры. В пределах южного полярного региона отмечено шесть надвигов и установлено отсутствие корреляции между пространственным распределением этих структур и льда в реголите. Отсутствие такой корреляции указывает на пополнение водного резервуара в южном полярном регионе.

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Во втором отчетном году по проекту "Реконструкция геологической истории полярных областей Луны на базе новых высокоточных данных для выяснения источников, распределения и накопления летучих (воды) на Луне" (соглашение № 17-17-01149) нами был проведен детальный фотогеологический и топографический анализ северной части крупнейшего из известных ударного бассейна Южный полюс - Эйткен, SPA. В результате были выделены морфологически однородные подразделения импактной и вулканической природы и установлен морфологический ряд, описывающий степень сохранности импактных образований. Была составлена морфологическая карта северной части бассейна SPA (масштаб 1: 1 000 000) и проведен анализ возрастных соотношений морфологических подразделений. Характерные соотношения перекрытия и взаимного пересечения позволили ранжировать закартированные подразделения в терминах относительного возраста и построить схему последовательности основных событий, происходивших после ударного события SPA. С помощью измерений частотно-размерного распределения наложенных кратеров был оценен абсолютный модельный возраст морфологических подразделений, а схема последовательности основных событий была калибрована в терминах абсолютного (модельного) возраста.Тем самым была реконструирована геологическая история бассейна SPA. Анализ распределения содержаний FeO в разновозрастных комплексах позволил получить факты, указывающие на вероятную стратификацию древней лунной коры в отношении железа. До ударного событияSPA верхние части (~10 км) коры были существенно беднее железом (4-6 вес.%FeO), чем более глубокие горизонты, где характерное содержание оксида железа было не ниже 12-14 вес.%. С использованием методики, разработанной при исследовании бассейна SPA, были составлены геологические карты южной приполярной области Луны (от 73.5° ю.ш. до южного полюса, масштаб 1: 500 000) и северной полярной области Луны (от 55 ° с.ш. до северного полюса,масштаб 1: 1 000 000). Сопоставление геологических карт южной и северной полярных областей Луны с картами пространственного распределения нейтронного альбедо (приборLEND) показываю, что пониженные значения альбедо (то есть повышенное содержание водорода в реголите) в целом приурочены к обнажениям самых древних (до-Нектарианских) комплексов. Проведена дополнительная калибровка темпов деградации малых ударных кратеров на Луне с помощью детального фотогеологического и топографического анализа ударных кратеров с известным возрастом формирования и продолжена работа по оценке крутизны склонов лунной поверхности по теням, различимым на снимках высокого разрешения (NAC). В результате были получены оценки вероятности встречи уклонов различной крутизны на базе 3.5 м для пяти предполагаемых эллипсов посадки экспедиции Луна-Глоб. Было проведено численное моделирование формы волны отраженного радарного сигнала в зависимости от характера каменистости (камни расположены на и под поверхностью). Результаты моделирования показывают, что форма волны не меняется, если камни расположены на поверхности изучаемой территории.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В третьем отчетном году по проекту "Реконструкция геологической истории полярных областей Луны на базе новых высокоточных данных для выяснения источников, распределения и накопления летучих (воды) на Луне" (проект 17-17-01149) нами были составлены геологические карты южной (южнее 72.5ою.ш.) и северной (севернее 72.5ос.ш.) полярных областей Луны в масштабе 1:500,000. Анализ карт и пространственного распределения областей с аномально низким нейтронным альбедо позволил сделать вывод, что определяющим фактором накопления водорода в реголите полярных областей являются условия освещенности. В региональном масштабе (десятки - сотни км) эти условия контролируются в южной полярной области валом бассейна SPA, а в северной - топографическими деталями крупных ударных кратеров вблизи северного полюса. Анализ интенсивности склоновых процессов в ударном кратере Plaskett в северной полярной области показал, что они протекают интенсивнее, чем на склонах вторичных кратеров из кратера Коперник возрастом 800 млн. лет. Южная стенка кратера Plaskett представляет участок повышенных содержаний водорода в реголите, но не отличается от других мест стенки по вариациям уклонов. Ее главная отличительная особенность заключается в преимущественной затененности и существовании вечно затененных участков. Таким образом, условия освещенности играют определяющую роль в распределении водорода в реголите не только в региональном, но и в локальном масштабе (первые километры - десятки километров), а процессы накоплении/потери водорода должны действовать на временной шкале короче 800 млн. лет. Установлено отсутствие корреляции нейтронных аномалий с интенсивностью возвращаемого радарного сигнала (орбитальный радар Mini-RF на борту LRO). Повышение радарного альбедо связано с участками повышенной каменистости. Радарные исследования в полосе S (12.6 см) не позволяют установить наличие или отсутствие водяного льда в верхнем слое реголита. Это означает, что водяной лед не образует крупных скоплений (более 25 см), а находится в тонкодисперсном состоянии.