As regiaµes polares da lua são o lar de crateras e outras depressaµes que nunca recebem luz solar. Hoje, um grupo de pesquisadores liderado pelo Instituto Max Planck para Pesquisa do Sistema Solar (MPS), na Alemanha, apresenta as imagens de maior resolução atéhoje cobrindo 17 dessas crateras. Crateras desse tipo podem conter águacongelada, tornando-as alvos atraentes para futuras missaµes lunares, e os pesquisadores se concentraram ainda mais em crateras relativamente pequenas e acessa­veis cercadas por encostas suaves. Na verdade, três das crateras ficaram dentro da recanãm-anunciada área da missão do Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) da NASA, que estãoprogramado para pousar na Lua em 2023. A imagem do interior das crateras permanentemente sombreadas édifa­cil, e os esforços atéagora tem contado com longos tempos de exposição, resultando em manchas e resolução mais baixa. Aproveitando a luz do sol refletida nas colinas próximas e um novo manãtodo de processamento de imagem, os pesquisadores agora produziram imagens a 1–2 metros por pixel, o que éigual ou muito pra³ximo da melhor capacidade das ca¢meras.

A lua éum deserto frio e seco. Ao contra¡rio da Terra, ela não écercada por uma atmosfera protetora e a águaque existia durante a formação da lua hámuito evaporou sob a influaªncia da radiação solar e escapou para o Espaço. No entanto, crateras e depressaµes nas regiaµes polares da£o alguma razãopara ter esperana§a de recursos ha­dricos limitados. Cientistas do MPS, da Universidade de Oxford e do Centro de Pesquisa Ames da NASA agora examinaram mais de perto algumas dessas regiaµes.

"Perto dos polos lunar norte e sul, a luz solar incidente entra nas crateras e depressaµes em um a¢ngulo muito raso e nunca atinge alguns de seus andares", disse o cientista Valentin Bickel, primeiro autor do novo artigo na Nature Communications, explica. Nesta "noite eterna", as temperaturas em alguns lugares são tão frias que se espera que a águacongelada tenha durado milhões de anos. Impactos de cometas ou astera³ides poderiam taª-lo liberado, ou poderia ter sido liberado por erupções vulcânica s ou formado pela interação dasuperfÍcie com o vento solar. Medidas de fluxo de naªutrons e radiação infravermelha obtidas por sondas espaciais nos últimos anos indicam a presença de águanessas regiaµes. Eventualmente, o satanãlite de observação e detecção da cratera lunar da NASA (LCROSS) forneceu uma prova direta: doze anos atrás, a sonda disparou um projanãtil na cratera do polo sul sombreada Cabeus. Como uma análise posterior mostrou, a nuvem de poeira emitida para o espaço continha uma quantidade considera¡vel de a¡gua.

No entanto, as regiaµes permanentemente sombreadas não são apenas de interesse cienta­fico. Se os humanos algum dia passarem longos períodos de tempo na lua, a águaque ocorre naturalmente seráum recurso valioso - e crateras sombreadas e depressaµes sera£o um destino importante. O rover VIPER da NASA, por exemplo, vai explorar a regia£o do Pa³lo Sul em 2023 e entrar nessas crateras. Para obter uma imagem precisa de sua topografia e geologia com antecedaªncia - para fins de planejamento de missão, por exemplo - imagens de sondas espaciais são indispensa¡veis. O Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) da NASA fornece essas imagens desde 2009.

No entanto, capturar imagens na escurida£o profunda de regiaµes permanentemente sombreadas éexcepcionalmente difa­cil; afinal, as únicas fontes de luz são a luz espalhada, como a que reflete na Terra e a topografia circundante, e a taªnue luz das estrelas. "Como a Espaçonave estãoem movimento, as imagens do LRO ficam completamente borradas em longos tempos de exposição", explica Ben Moseley, da Universidade de Oxford, coautor do estudo. Em tempos de exposição curtos, a resolução espacial émuito melhor. No entanto, devido a  pequena quantidade de luz dispona­vel, essas imagens são dominadas por rua­do, tornando difa­cil distinguir caracteri­sticas geola³gicas reais.

Para resolver este problema, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo de aprendizado de ma¡quina chamado HORUS (Hyper-effective nOise Removal U-net Software) que "limpa" essas imagens barulhentas. Ele usa mais de 70.000 imagens de calibração LRO obtidas no lado escuro da lua, bem como informações sobre a temperatura da ca¢mera e a trajeta³ria da Espaçonave para distinguir quais estruturas na imagem são artefatos e quais são reais. Dessa forma, os pesquisadores podem alcana§ar uma resolução de cerca de 1–2 metros por pixel, que écinco a dez vezes maior do que a resolução de todas as imagens disponí­veis anteriormente.

Usando este manãtodo, os pesquisadores agora reavaliaram imagens de 17 regiaµes sombreadas da regia£o do pa³lo sul lunar, que medem entre 0,18 e 54 quila´metros quadrados de tamanho. Nas imagens resultantes, pequenas estruturas geola³gicas com apenas alguns metros de dia¢metro podem ser discernidas com muito mais clareza do que antes. Essas estruturas incluem rochas ou crateras muito pequenas, que podem ser encontradas em toda asuperfÍcie lunar. Como a lua não tem atmosfera, meteoritos muito pequenos caem repetidamente em suasuperfÍcie e criam essas minicrateras.

"Com a ajuda das novas imagens do HORUS, agora épossí­vel entender a geologia das regiaµes sombreadas lunares muito melhor do que antes", explica Moseley. Por exemplo, o número e a forma das pequenas crateras fornecem informações sobre a idade e a composição dasuperfÍcie. Tambanãm torna mais fa¡cil identificar possa­veis obsta¡culos e perigos para rovers ou astronautas. Em uma das crateras estudadas, localizada no Leibnitz Plateau, os pesquisadores descobriram uma minicratera incrivelmente brilhante. "Sua cor comparativamente brilhante pode indicar que esta cratera érelativamente jovem", diz Bickel. Como essa cicatriz recente fornece uma visão bastante desimpedida das camadas mais profundas, este local pode ser um alvo interessante para missaµes futuras, sugerem os pesquisadores.

As novas imagens não fornecem evidaªncias de águacongelada nasuperfÍcie, como manchas brilhantes. “Algumas das regiaµes que almejamos podem ser um pouco quentes demais”, especula Bickel. a‰ prova¡vel que a águalunar não exista como um depa³sito claramente visível nasuperfÍcie - em vez disso, ela poderia estar misturada com o regolito e a poeira, ou pode estar escondida no subsolo.

Para resolver esta e outras questões, o pra³ximo passo dos pesquisadores éusar o HORUS para estudar o maior número possí­vel de regiaµes sombreadas. "Na publicação atual, quera­amos mostrar o que nosso algoritmo pode fazer. Agora, queremos aplica¡-lo da forma mais abrangente possí­vel", diz Bickel.