Почему следы людей, оставленные в реголите, такие резкие?

Краткий ответ: Следы сапог и колес на Луне не похожи на следы, оставленные на земном песке, из-за разницы формы частичек реголита и песка, а также физических условий.

Знаменитая фотография следа, оставленного астронавтом Эдвином Олдрином в лунном реголите, стала не только символом освоения Луны человеком, но и вызвала вопросы. След отлично держит форму протектора сапога, на Земле так может только влажный песок, а на Луне, как известно, воды практически нет. Правда сейчас мы знаем, что вода на Луне есть, но она находится в связанной форме и ничтожных количествах, которые никак не сделают лунный грунт влажным в приэкваториальных областях.

Отчетливые следы астронавтов в лунном грунте остались благодаря высоким сцепным свойствам лунной пыли, которые зависят от размеров и формы пылинок, от отсутствия воздуха и электризации. Острые выступы на поверхности пылинок повышают их возможность удерживаться друг за друга. Дополнительный сцепной эффект добавляют силы межмолекулярного взаимодействия (Ван дер Ваальса) — те же силы помогают гекконам ползать по стеклу, а астероидам — собираться в плотные тела из кучи камней. Слабое лунное притяжение способствует сохранению формы даже глубоких отпечатков подошв астронавтов и колес луноходов.

Следы (слева направо) луномобиля и астронавтов Apollo 15, «Лунохода-2», лунохода Yutu. NASA, Роскосмос/ГЕОХИ РАН, CNSA/CLEP

Земной песок более массивный за счет размера песчинок, и песчинки, как правило, имеют округлую форму, которая стала результатом атмосферного воздействия и механического взаимодействия с соседними песчинками под действием ветра и жидкой воды. Более подходящая модель лунного грунта — сухая мука или цемент. В том, что лунный реголит хорошо держит форму, можно убедиться при помощи фотографий советских и китайских луноходов. Их колеса не обладают гладкостью подошвы сапога Олдрина, поэтому не оставляют таких наглядных следов, но даже те, что есть, показывают нам, что свойства лунного грунта не аналогичны свойствам земного песка.