Нейтронное излучение лунной поверхности на полюсах

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Лунная поверхность в окрестности полюсов обладает особыми свойствами по сравнению с поверхностью на экваторе и на умеренных широтах. В полярном реголите содержится в достаточно большом количестве водяной лед, который существенно влияет на возникающее под действием галактических космических лучей нейтронное излучение. Также, температура полярного реголита может иметь предельно низкие значения около 25 К, вследствие чего тепловая компонента нейтронного потока частично удерживается в гравитационном поле.

На основе численного моделирования нейтронного излучения лунной поверхности показаны его главные особенности для полярных районов по сравнению с экваториальными: значительное уменьшение отношения потоков эпитепловых и тепловых нейтронов вследствие увеличения концентрации водорода в реголите и существенное увеличение плотности тепловых нейтронов вблизи поверхности вследствие гравитационного удержания.

About the authors

И. Г. Митрофанов

Институт космических исследований РАН

Email: golovin@np.cosmos.ru
Russian Federation, Москва

А. Б. Санин

Институт космических исследований РАН

Email: golovin@np.cosmos.ru
Russian Federation, Москва

М. Л. Литвак

Институт космических исследований РАН

Email: golovin@np.cosmos.ru
Russian Federation, Москва

Д. В. Головин

Институт космических исследований РАН

Author for correspondence.
Email: golovin@np.cosmos.ru
Russian Federation, Москва

М. В. Дьячкова

Институт космических исследований РАН

Email: golovin@np.cosmos.ru
Russian Federation, Москва

А. А. Аникин

Институт космических исследований РАН

Email: golovin@np.cosmos.ru
Russian Federation, Москва

Н. В. Лукьянов

Институт космических исследований РАН

Email: golovin@np.cosmos.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Drake D.M., Feldman W.C., Jakosky B.M. Martian neutron leakage spectra // J. Geophys. Res. 1988. V. 93. Iss. B6. P. 6353–6368. https://doi.org/10.1029/JB093iB06p06353.
  2. Masarik J., Reedy R. Gamma ray production and trans- port in Mars // J. Geophys. Res.: Planets. 1996. V. 101. Iss. E8. P. 18891–18912. https://doi.org/10.1029/96JE01563
  3. Woolum D.S., Burnett D.S., Furst M. et al. Measurement of the lunar neutron density profile // The Moon. 1975. V. 12. P. 231–250. https://doi.org/10.1007/BF00577879.
  4. Feldman W.C., Barraclough B.L., Maurice S. et al. Major compositional units of the Moon: Lunar Prospector thermal and fast neutrons // Science. 1998. V. 281. P. 1489–1493. doi: 10.1126/science.281.5382.1489.
  5. Feldman W.C., Maurice S., Binder A.B. et al. Fluxes of fast and epithermal neutrons from Lunar Prospector: Evidence for water ice at the lunar poles // Science. 1998. V. 281. P. 1496–1500. doi: 10.1126/science.281.5382.1496.
  6. Maurice S., Lawrence D.J., Feldman W.C. et al. Reduction of neutron data from Lunar Prospector // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. Art.ID. E07S04. doi: 10.1029/2003JE002208.
  7. Mitrofanov I.G., Bartels A., Bobrovnitsky Y.I. et al. Lunar exploration neutron detector for the NASA lunar reconnaissance orbiter // Sp. Sc. Rev. 2010. V. 150 P. 183–207.
  8. Mitrofanov I.G., Sanin A.B., Boynton W.V. et al. Hydrogen mapping of the lunar south pole using the LRO neutron detector experiment LEND // Science. 2010. V. 330. P. 483–486.
  9. Colaprete A., Schultz P., Heldmann J. et al. Detection of water in the LCROSS ejecta plume // Science. 2010. V. 330. P. 463–468. doi: 10.1126/science.1186986
  10. Sanin A.B., Mitrofanov I.G., Litvak M.L. et al. Hydrogen distribution in the lunar polar regions // Icarus. 2017. V. 283. P. 20–30. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2016.06.002
  11. Allison J., Amako K., Apostolakis J. et al. Recent developments in GEANT4 // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2016. V. 835. P. 186–225. doi: 10.1016/j.nima.2016.06.125
  12. Borg L., Connelly J.N., Boyet M. et al. Chronological evidence that the Moon is either young or did not have a global magma ocean // Nature. 2011. V. 477. P. 70–72. https://doi.org/10.1038/nature10328
  13. Lawrence D.J., Feldman W.C., Elphic R.C. et al. Improved modeling of Lunar Prospector neutron spectrometer data: implications for hydrogen deposits at the lunar poles // J. Geophysical Research Atmospheres. 2006. V. 111. Iss. E08001. doi: 10.1029/2005JE002637.
  14. Usoskin I.G., Gil A.; Kovaltsov G.A. et al. Heliospheric modulation of cosmic rays during the neutron monitor era: Calibration using PAMELA data for 2006–2010 // J. Geophys. Res.: Space Physics. 2017. V. 122. P. 3875–3887. https://doi.org/10.1002/2016JA023819.
  15. Gasnault O., Feldman W.C., Maurice S. et al. Composition from fast neutrons: Application to the Moon // Geophys. Res. Lett. 2001. V. 28(19). P. 3797–3800. doi: 10.1029/2001GL013072.
  16. Vasavada A., Paige D.A., Wood S.E. et al. Near-Surface Temperatures on Mercury and the Moon and the Stability of Polar Ice Deposits // Icarus. 1999. V. 141. P. 179–193. Art. ID. icar.1999.6175
  17. Paige D., Foote M.C., Greenhagen B.T. et al. The lunar reconnaissance orbiter diviner lunar radiometer experiment // Sp. Sci. Rev. 2010. V. 150. P. 125–160. https://doi.org/10.1007/s11214-009-9529-2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences