Вчені завершили обробку даних георадара ровера китайської місії «Чан'е-4», що вивчає зворотний бік Місяця. Виявилося, що грунт в районі посадки складається з товстого поверхневого шару дрібного пористого реголіту, під яким знаходяться великі валуни, і багатий оксидами заліза і титану. При цьому базальтовий шар знаходиться настільки глибоко, що не фіксується радаром. Роботу опубліковано в журналі.
Третього січня 2019 року китайська станція «Чан'е-4» з ровером «Юйту-2» на борту здійснила першу в історії м'яку посадку в кратері Карман - одному з найдавніших і найбільших кратерів на зворотному боці Місяця. Зворотна сторона цікава тим, що вона покрита пагорбами і кратерами набагато сильніше, ніж видима, але через труднощі зі зв'язком всі місії досі сідали лише на зверненій до Землі половині. Торік на борту місії вдалося проростити бавовну, що став першою рослиною на Місяці. Тепер китайські вчені за даними георадара «Юйту-2» вивчили надра зворотного боку.
Георадар є одним з кращих інструментів для дослідження надр планет. Він випускає радіохвилі різної частоти вглиб поверхні, і, дивлячись на те, як вони поглинаються і відображаються, можна отримати картину внутрішньої будови аж до глибин в кілька десятків метрів. Георадари масово застосовуються на Землі при пошуку археологічних пам'яток і геологорозвідки, а для космічних досліджень можуть бути розташовані як на штучному супутнику, так і на апараті, що спускається. Ними були оснащені орбітальні апарати місій «Аполлон-17» і «Кагуя», а також ровер попередньої китайської місії «Чан'е-3».
Ключовою характеристикою георадара є його робоча частота. Більш довгі хвилі проникають глибше, зате короткі дають набагато більш детальне зображення. «Чан'е-4» може використовувати хвилі частотою 60 і 500 МГц, але, на жаль, корпус апарату створює занадто сильні перешкоди для низькочастотного дослідження, і його дані мають занадто серйозні дефекти, а тому не використовувалися авторами роботи. За два місячні дні (приблизно 30 земних діб) ровер просканував поверхню на дистанції близько ста метрів.
Для інтерпретації отриманих даних Чанлай Лі (Chunlai Li) з Національної астрономічної обсерваторії Китайської академії наук і його колеги використовували метод, аналогічний комп'ютерній томографії. Вони склали об'ємну модель залягаючого грунту на основі безлічі знімків під різними кутами.
У результаті дослідники побачили слоїсту структуру, в якій зверху знаходиться приблизно дванадцятиметровий шар дрібної пористої породи, а під ним залягають кілька шарів валунів різного розміру. На основі виміряної інтенсивності поглинання радіохвиль вчені визначили, що місячний ґрунт у цьому районі приблизно на десять відсотків складається з оксидів титану і заліза. Для наочності дослідники побудували схему вивчених надр, наклавши її на маршрут ровера.
Товщина шару уламкових порід виявилася настільки великою, що випромінювання, проникаючого до 40 метрів углиб, не вистачило для виявлення базальтового шару. Спостережувана картина говорить про те, що геологічні структури в районі посадки «Чан'е-4» сформувалися в результаті масштабних викидів породи. На думку вчених, великі валуни були вибиті в результаті падінь метеритів, в першу чергу тих, які сформували кратери Фінсен і Карман. Валуни рухалися відносно один одного, через що шар великих каменів такий неоднорідний. Цей же процес розмолов частину каменів у пил, завдяки чому шар дрібної породи настільки глибкий.
Місія «Чан'е-4» вперше дала можливість вивчити глибину реголіту на зворотному боці Місяця безпосередньо: попередні дані були засновані, в першу чергу, на моделюванні імпактних подій. Робота демонструє потенціал георадарів і їх незамінність для дослідження геологічної історії супутника Землі.
Реголіт і його вивчення мають ключове значення для освоєння Місяця: вчені проводять досліди з виготовлення з нього цеглин, видобувають з нього метали і кисень і планують отримувати воду на місці. Георадар також буде на борту майбутньої місії Mars 2020.