El cráter en sombra permanente o cráter de oscuridad eterna es una depresión en la superficie de un cuerpo celeste en el sistema solar , en el que hay un área que nunca es iluminada por el sol. Tales áreas se denominan regiones permanentemente sombreadas [ 1 ] [ 2] .
A partir de 2019, se han encontrado 324 cráteres de sombra perpetua en la Luna [3] . También hay cráteres de sombra eterna en Mercurio [4] [5] y Ceres [6] .
Los cráteres de oscuridad eterna deben estar ubicados en las regiones polares de los cuerpos celestes, y solo pueden estar presentes en cuerpos con una inclinación muy pequeña del eje de rotación . La desviación del eje de rotación de la perpendicular al plano de la eclíptica es de aproximadamente solo 1,54° para la Luna, alrededor de 0,01° para Mercurio y alrededor de 4° para Ceres. La Tierra, Marte y Venus tienen mucho más, por lo que no hay cráteres de oscuridad eterna en estos planetas.
En la Luna, se encuentran áreas de sombra permanente en ambos hemisferios hasta una latitud de 58°, y se conocen alrededor de 50 áreas de sombra permanente en latitudes de 58° a 65° [7] .
El área total de las regiones continuamente sombreadas de la Luna es de aproximadamente 31 059 km² , de los cuales 17 698 km² (57 %) se encuentran en el hemisferio sur, 13 361 km² , en el norte [8] [9] .
Los cráteres de oscuridad eterna en la Luna y Mercurio pueden ser útiles en la colonización espacial por la presencia de hielo de agua en ellos [10] , que puede convertirse en agua potable, oxígeno para respirar y combustible para cohetes ( hidrógeno líquido y oxígeno líquido ) [11] . Ejemplos de tales cráteres en los que ya se ha observado la presencia de agua son Rozhdestvensky [12] y Cabeo [13] en la Luna. Un ejemplo de un área de oscuridad casi permanente en Ceres es parte del cráter Juling [14] .
El análisis comercial muestra que la extracción de combustible en tales cráteres puede ser comercialmente viable [15] . La entrega de combustible para satélites geoestacionarios desde la Tierra cuesta entre 10 y 50 millones de dólares por tonelada [16] . Su envío desde la Luna, debido a su reducida gravedad, será varias veces más económico.
A veces, cerca de los cráteres de oscuridad eterna hay picos de luz eterna , que pueden ser útiles para generar energía solar . Por ejemplo, los dos picos cerca del cráter Shackleton están iluminados aproximadamente el 94 % del tiempo al año [17] .
La temperatura en las áreas permanentemente sombreadas es constante. En la Luna, esta temperatura es de aproximadamente 50 K o menos [18] (según otra estimación, 25–70 K [19] ). Estas bajas temperaturas hacen que estas regiones sean prometedoras para futuros telescopios infrarrojos [20] [11] .
Sin embargo, por otro lado, las simulaciones por computadora muestran que las poderosas tormentas solares pueden cargar la superficie cerca de los polos y posiblemente crear "llamaradas" que derriten y evaporan el suelo [21] [22] .
Otros desafíos de tales regiones son la oscuridad, que impide que los rovers lunares inspeccionen los alrededores, la criogenicidad del regolito, que dificulta su movimiento, y las posibles dificultades de comunicación [23] .
Los cráteres de oscuridad eterna pueden contener concentraciones muy altas de helio-3 , un combustible futuro potencial [24] .
Debido al sombreado constante, las áreas de oscuridad eterna no pueden ser mapeadas por telescopios y cámaras satelitales del rango visual, por lo tanto, sus mapas topográficos son compilados por telémetros láser .
En 2009, la nave espacial LCROSS de la NASA dejó caer una sonda de impacto en el cráter Cabeo y registró agua en la eyección del impacto [25] .
En 2012, el LRO de la NASA descubrió que la superficie de las áreas permanentemente sombreadas es porosa y quebradiza, lo que indica la presencia de hielo de agua [26] .
En 2018, un análisis de datos de la NASA de la sonda india Chandrayaan-1 confirmó la presencia de depósitos de hielo de agua en cráteres de oscuridad eterna, la mayoría de los cuales se encuentran en la región del Polo Sur de la Luna [27] .
La NASA planeó lanzar el Lunar Flashlight [en] cubesat, específicamente destinado a buscar y evaluar depósitos de hielo lunar, como parte de la misión Artemis-1 programada para 2022, a la lunar , sin embargo , en preparación para la misión, este dispositivo no lo hizo. no entra en la próxima "ventana de integración" con la carga principal, y su destino posterior aún no está claro [28] .
La NASA ha creado una cámara ShadowCam de alta resolución para capturar áreas permanentemente sombreadas desde la órbita, que planea lanzar a la órbita lunar en 2022 como una carga útil del Orbitador Lunar Pathfinder de Corea .
El proyecto del Observatorio Lunar Internacional implica la instalación del primer y pequeño telescopio en la superficie de la Luna en el eje del cráter de oscuridad eterna Malapert [29] .
En 2020, la NASA designó unilateralmente áreas de la Luna en sombra permanente como "lugares sensibles" para evitar la contaminación [30] .