Как там, на Луне?

Как там, на Луне?

Луна привлекала внимание людей с древних времён. Ее наблюдали древние астрономы еще до нашей эры.

История исследования Луны

Во II в. до н. э. Гиппарх исследовал движение Луны по звёздному небу, определив наклон лунной орбиты относительно эклиптики, размеры Луны и расстояние от Земли. Он выявил ряд особенностей ее движения. Теорию Гиппарха развил Клавдий Птолемей в книге «Альмагест», а Ньютон, открыв Закон всемирного тяготения, объяснил картину мира, согласно которой все планеты, находящиеся друг от друга на колоссальных расстояниях, оказываются связанными в одну систему.

С изобретением телескопа стало возможным различать детали рельефа Луны.

В 1651 г. Д. Риччиоли составил одну из первых лунных карт, он же назвал крупные темные области на Луне «морями», так их называют до сих пор. С его легкой руки лунным кратерам стали давать имена известных ученых: Платона, Аристотеля, Архимеда, а позднее – Вернадского, Циолковского….

Но астрономы того времени считали, что темные участки заполнены лунной водой, а светлые участки – это суша. В 1753 г. хорватский астроном Р. Бошкович доказал, что на Луне нет атмосферы. Как же можно было это доказать в то время? Все очень просто: когда Луна покрывает звезды, их совершенно не видно. Если бы у Луны была атмосфера, то они погасали бы постепенно. Таким образом, если у Луны нет атмосферы, то на ее поверхности нет и не может быть жидкой воды – она мгновенно испарилась бы.

Нил Армстронг - первый человек, побывавший на Луне

С середины XIX века начался новый этап исследования Луны, который стал возможен в связи с применением фотографии в астрономических наблюдениях. Подробные фотографии позволили даже составить детальный «Фотографический атлас Луны» (Пьер Жансен в 1881 г.).

XX век стал началом космической эры. Знания о Луне значительно расширились. Стал известен состав лунного грунта, учёные получили его образцы, была составлена карта обратной стороны.

13 сентября 1959 года впервые достиг Луны советский космический корабль «Луна-2».

В этом же году впервые удалось заглянуть на обратную сторону Луны, когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть её поверхности. Обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для астрономической обсерватории. Размещённым здесь оптическим телескопам не пришлось бы пробиваться сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов Луна послужила бы естественным щитом из твёрдых горных пород толщиной 3500 км, который надёжно прикрыл бы их от любых радиопомех с Земли.

В начале 1960-х годов США начали готовиться для высадки человека на Луну. В процессе подготовки было выполнено несколько космических программ: фотографирование лунной поверхности, мягкая посадка на Луну и съемки местности, детальное изображение Луны.

Американская программа пилотируемого полёта на Луну называлась «Аполлон». Первая посадка произошла 20 июля 1969 года, а на следующий день первый человек – Нил Армстронг – ступил на поверхность Луны. Вторым был Эдвин Олдрин. Последняя посадка была в декабре 1972 года - астронавт Юджин Сернан. Луна — единственное небесное тело, на котором побывал человек, и первое небесное тело, образцы которого были доставлены на Землю (США доставили 380 килограммов, СССР-Россия — 324 грамма лунного грунта).

Луноход-1

СССР (Россия) проводили исследования на поверхности Луны с помощью двух радиоуправляемых самоходных аппаратов, «Луноход-1», запущенный к Луне в ноябре 1970 года, и «Луноход-2» — в январе 1973 года. «Луноход-1» работал 10,5 земных месяцев, «Луноход-2» — 4,5 земных месяцев. Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа.

В августе 1976 года советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта и после этого исследования Луны стали постепенно сокращаться. Последние космические аппараты были запущены к Луне в 1994 г. (США) и в 1998 г. (США).

Они возобновились вновь в начале XXI века, когда Китай опубликовал свою программу освоения Луны, которая предусматривала не только доставку лунохода и отправку грунта на Землю, но и экспедицию на Луну и постройку обитаемых лунных баз. Это заставило остальные космические державы снова развернуть лунные программы как новую «лунную гонку за второе место». О планах будущих лунных экспедиций заявили Россия, Европа, Индия, Япония.

Европейским космическим агентством была запущена первая автоматическая межпланетная станция «Смарт-1», затем Япония запустила вторую АМС «Кагуя», а Китай запустил первый китайский спутник Луны «Чанъэ-1». Целью этих действий было создание объёмной карты лунной поверхности, что в будущем может поспособствовать амбициозному проекту колонизации Луны. В 2008 году была запущена первая индийская АМС «Чандраян-1». В 2010 году Китай запустил вторую АМС «Чанъэ-2». Для сбора информации о лунной поверхности, поиска воды и нахождения места для будущих лунных экспедиций были запущены орбитальные зонды (НАСА). 13 ноября 2009 г. Интерфакс сообщил, что НАСА обнаружило воду в кратере Луны.

К изучению Луны уже приступаю частные компании, строятся планы об организации космического туризма с полётами вокруг Луны на российских кораблях — сначала на модернизированных «Союзах», а затем на разрабатываемых перспективных универсальных ПТКНП «Русь».

Предполагают, что на Луне может находиться не только серебро, ртуть и спирты, но и другие химические элементы и соединения. Водяной лёд и молекулярный водород, найденные в лунном кратере Кабеус, указывают на то, что на Луне действительно есть ресурсы, которые могут быть использованы в будущих миссиях. Новые топографические данные показали, что толщина коры на обратной стороне Луны не постоянна и меняется с широтой места. Самые толстые участки коры соответствуют наибольшим возвышенностям, что характерно и для Земли, а самые тонкие обнаружены в приполярных широтах.

Поскольку Луна является самым близким и лучше всего изученным небесным телом, она рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии. НАСА разрабатывала космическую программу создания постоянной базы на Луне и в перспективе полётов на Марс. Но президент США Барак Обама в 2011 г. прекратил финансирование этой программы.

Кратер Дедал. Диаметр 93 км, глубина 3 км. Фото НАСА

Но в феврале 2010 года НАСА представило новый проект: «аватары» на Луне. Суть его заключается в организации экспедиции на Луну с участием роботов-аватаров (представляющих собой устройство телеприсутствия) вместо людей. Российские учёные определили 14 наиболее вероятных точек прилунения. Каждое из мест посадки имеет размеры 30×60 км. Будущие лунные базы находятся на стадии эксперимента: уже проведены первые успешные испытания самозалатывания космических аппаратов. Не исключено, что некоторые из них будут использованы при работе первых станций, которые планируется отправить на Луну уже в 2013 г. В будущем Россия собирается применить на полюсах Луны криогенное (низкотемпературное) бурение для доставки на Землю грунта с вкраплениями летучих органических веществ. Данный метод позволит органическим соединениям, которые заморожены на реголите, не испаряться.

Итак, что же известно о Луне на сегодняшний день?

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии и ядра. Атмосфера на Луне практически отсутствует. Она представляет собой крайне разреженную газовую оболочку, в десять триллионов раз менее плотную по сравнению с земной атмосферой, состоящую в основном из водорода, гелия, неона и аргона. Лунная атмосфера практически не воздействует на Луну и не благоприятствует жизни людей на спутнике.

Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.

Толщина коры Луны меняется в широких пределах от 0 до 105 км. Разрежённость атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (от −160 °C до +120 °C), в зависимости от освещённости; при этом температура пород, залегающих на глубине 1 м, постоянна и равна −35 °C. Ввиду практического отсутствия атмосферы небо на Луне всегда чёрное со звёздами, даже когда Солнце находится над горизонтом.

Земной диск висит в небе Луны почти неподвижно. Степень освещённости Земли, видимая с Луны, обратна лунным фазам, видимым на Земле: в полнолуние c Луны видна неосвещённая часть Земли, и наоборот. Освещение отражённым светом Земли примерно в 50 раз сильнее, чем освещение лунным светом на Земле.

«Луна-1» еще в 1959 году установила отсутствие однородного магнитного поля на Луне. Результаты исследований подтверждают гипотезу о том, что у Луны было жидкое ядро. Это сходится с самой популярной гипотезой происхождения Луны — столкновение Земли примерно 4,5 миллиарда лет назад с космическим телом размером с Марс, которое «выбило» из Земли огромный кусок расплавленной материи, превратившегося позже в Луну.

Сейчас у учёных уже нет никаких сомнений в том, что найденный на Луне лёд — это именно водный лёд.

Кратеры на Луне образовались в результате ее столкновения с метеоритами.

Лунные моря представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Изначально данные образования считали обычными морями. Впоследствии, когда это было опровергнуто, менять название не стали. Лунные моря занимают около 40 % видимой площади Луны.

Луна — второй по плотности спутник в Солнечной системе после Ио. Лунное ядро состоит из железа, небольшого количества серы и никеля.

Как там, на Луне?

Луна всегда вдохновляла поэтов и писателей, художников и музыкантов, режиссёров и сценаристов на создание произведений, связанных с единственным естественным спутником Земли.