По фазовой диаграмме воды мы видим, что при отсутствии атмосферного давления сублимация водяного льда (без примесей!) начинается уже при ~200 К:
Это ошибочное прочтение диаграммы. Шкала на ней – логарифмическая, значит, при 200 К давление водяного пара не 0, а 0,1 Па. Очевидно, часть диаграммы для более низких давлений обрезана.
Формально испарение воды идёт при любой температуре выше 0 К. Необходимо также помнить, что диаграммы состояния – это диаграммы равновесных условий. Поэтому давление 0,1 Па при 200 К означает вот что. Если в закрытом сосуде в вакууме положить кусок льда при неизменной температуре 200 К, лёд будет испаряться, пока давление в сосуде не поднимется до 0,1 Па, после чего количество молекул, переходящих из твёрдой фазы в газовую станет равным числу молекул, переходящих, наоборот, из газовой фазы в твёрдую, то есть наступит равновесие. Поскольку тяготение кометы слишком слабо, чтобы удержать газ, то равновесие здесь никогда не наступит, и чистый лёд в полном вакууме с точки зрения термодинамики должен быть нестабилен при любой температуре и испаряться. Однако, во-первых, в дело вмешивается кинетика: разница давлений в 0,1 Па или даже на несколько порядков меньше – это очень слабая движущая сила, так что процесс испарения льда при низкой температуре идёт медленно, и чем ниже температура – тем медленнее. Испарение льда начнёт занимать геологически огромные промежутки времени задолго до того, как мы дойдём до абсолютного нуля. Во-вторых, космическое пространство – не совсем вакуум, там есть очень небольшое количество межпланетного газа, давление которого можно принять равным 10
-18 миллибар. Поскольку шкала диаграммы логарифмическая, при понижении температуры мы дойдём до давления пара 10
-18 миллибар на удивление быстро. При ещё более низкой температуре (или при большем давлении, как, например, в газопылевых облаках) молекулы воды могут даже намерзать на пылинки.
Температура 152 К – это, несомненно, условная температура, ниже которой, по общепринятому мнению, испарением льда можно пренебречь. Я думаю, давление водяного пара при этой температуре будет в районе 10
-7–10
-8 мм ртутного столба.
