Исследования Луны

p align="left">Третий автомат-геолог, “Луна-24”, доставил в 1973 году на Землю последний пока образец лунного грунта из зоны перехода от лунного “моря” к континенту.

...Едва терминатор - линия смены дня и ночи - пересёк Море Ясности, как на безжизненной поверхности Луны началось не предусмотренное природой движение. Странный, из металла, стекла и пластика механизм о восьми ногах-колёсах высотой чуть более метра и длиной немногим более двух “проснулся”. Откинулась крышка, служившая и солнечной батареей. Вкусив животворный электрический заряд, механизм ожил, встряхнулся, пополз вверх по склону кратера, обходя большой камень, вышел на ровное место и взял курс на борозду. Невидимый миру земной экипаж “Лунохода” у телеэкранов и кнопок ЭВМ начал пятый день перехода от “моря” к континенту Луны...

Передвижные станции - луноходы - важный этап в изучении Луны. Впервые этот сюрприз космотехника преподнесла 17 ноября 1970 года, когда в Море Дождей мягко опустилась “Луна-17”. По сходням посадочной ступени съехал и начал беспримерное путешествие по безводному лунному “морю” “Луноход-1” (Приложения, рис. 2). Он был невелик ростом и весил три четверти тонны, а энергии потреблял не больше бытового утюга. Но колёса с независимыми подвесками и электродвигателями обеспечивали его высокую проходимость и маневренность. А шесть телефотоглаз осматривали трассу и передавали панораму поверхности на Землю, где экипаж “Лунохода” с каждой вахтой набирался опыта управления его движением на дистанции 400 000 км.

Через некоторое время “Луноход” останавливался - отдыхал, тогда начинали работать научные приборы. Конус с крестообразными лопастями вдавливался в грунт и поворачивался вокруг оси, исследуя механические свойства реголита.

Другой прибор с красивым именем “РИФМА” (рентгеновский изотопный флюресцентный метод анализа) определял относительное содержание в грунте химических элементов.

“Луноход-1” исследовал лунный грунт десять с половиной земных месяцев - 10 лунных суток. В липкую, толщиной в несколько сантиметров лунную пыль врезалась одиннадцатикилометровая колея “Лунохода”. Был обследован грунт на площади 8 000 м2, передано 200 панорам и 20 000 лунных пейзажей, в 500 местах испытана прочность грунта, в 25 точках - его химический состав. На финише “Луноход-1” встал в такую “позу”, при которой на Землю был направлен уголковый светоотражатель. С его помощью учёные измерили расстояние Земля - Луна (порядка 400 000 км) с точностью до сантиметров, но и подтвердили, что берега Атлантики раздвигаются.

Через два года, 16 января 1973 года, на Луну был доставлен усовершенствованный собрат семейства лунопроходцев - “Луноход-2”. Задача у него была посложнее - пересечь морской участок кратера Лемонье и обследовать континентальный массив Тавр. Зато и экипаж уже с опытом и возможностей у новой модели больше. Глаза “Лунохода-2” были поставлены выше и обеспечивали большой обзор. Появились и новые приборы: астрофотометр исследовал светимость лунного неба, магнитометр - силу магнитного поля и остаточную намагниченность грунта.

Работа автоматических станций на Луне проходит в очень непростых и непривычных для землян условиях. Рассвет каждого нового рабочего дня “Лунохода” рассеивал далеко не безосновательные опасения: пробудится ли нежный организм автомата, не продрог ли он в стуже двухнедельной лунной ночи?

Астрофотометр всматривался в чужое небо Луны: даже днём при свете Солнца оно было чёрным, звёзды, яркие и немигающие, стояли там почти неподвижно, а над горизонтом сияло бело-голубое чудо - Земля людей, ради знаний о которой предприняты столь трудные эксперименты.

“Луноход-2” благополучно просыпался 5 раз и на славу трудился полный рабочий день. Два дня он двигался на юг, в направлении материка, потом свернул на восток, к меридиональному разлому. По мере перехода от “моря” к континенту содержание химических элементов в реголите менялось, железа становилось меньше, алюминия и кальция больше. Этот вывод подтвердился в дальнейшем, когда в земных лабораториях было изучено около полутонны образцов, взятых из девяти точек видимой стороны Луны: “моря” Луны сложен базальтами, континенты - габбро-анортозиатами.

Экипаж “Лунохода-2” наловчился делать виражи и повороты, не снижая хода, скорость движения временами достигала почти одного километра в час. Вездеход пересекал кратеры диаметром в несколько десятков метров, взбирался на склоны крутизной 25о, обходил каменный глыбы, имевшие несколько метров в поперечнике. Эти глыбы не результат выветривания, и не ледник приволок их, а страшные удары метеоритов вырвали тонны камней из коры Луны. Не будь такого благоприятного для геологов “сверхглубокого бурения” Луны метеоритами, они должны были бы довольствоваться лишь пылью да реголитом, а теперь имеют образцы коренных пород, раскрывающие секреты недр Луны.

...“Луноход” спешил. Как будто чувствовал, что впереди - открытие, приподнимающее завесу над одной из основных загадок Луны - парадокса магнитного поля...

Как и спутники, и стационарные магнитометры, “Луноход” не обнаружил на Луне стабильного дипольного магнитного поля. Такого как на Земле, с северным и южным полюсами, что можно, не страшась, бродить в любых чащобах с магнитным компасом. Нет такого поля на Луне, хотя вообще-то стрелка магнитометра на нуле не стояла. Но сила лунного магнита в тысячи раз меньше земной, кроме того, величина и направление магнитного поля меняются.

Отсутствие магнитного диполя на Луне естественно объяснить отсутствием того механизма, который как раз создаёт его в Земле.

Но что это? “Луноход” продолжал своё шествие, а магнитологи на Земле оцепенели от изумления. Остаточная (палео) намагниченность лунного грунта оказалась несоразмерно большей по сравнению со слабым полем. А ведь она воспроизводит состояние лунного магнита в те древние времена, когда породы затвердевали из расплава.

Все лунные образцы, доставленные на Землю, очень древние. Напрасно чаяли вулканологи найти на Луне следы современных извержений. Нет на Луне (вернее, не встречено) пород моложе трёх миллиардов лет. Так давно прекратились там излияния магмы, извержения вулканов. Затвердевая по мере остывания расплава, породы, как на магнитофоне, зафиксировали былое величие лунного магнитного поля. Оно было соизмеримо с земным.

...Три года прошло со времени, когда, проработав пять лунных дней и пройдя около сорока километров, “Луноход-2” замер в кратере Лемонье монументом славы космической техники 70-х годов XX века. С тех пор жаркие споры не затихают на страницах научных журналов, в залах конференций.

Известный свет на этот вопрос пролил лунный сейсмический эксперимент.

Таким образом, мне бы хотелось обобщить материал, который был собран за II-ой этап исследований, в таблицу:

Аппарат	Страна	Дата запуска	Основная задача запуска	Достижения
Луна-1	СССР	2 января 1959 года	Пролет вблизи Луны и выход на гелиоцентри-ческую орбиту	Запуск первого искусственного спутника Солнца
Луна-2	СССР	12 сентября 1959 года	Достижение поверхности Луны	Прилунение в районе Апеннинских гор
Луна-3	СССР	4 октября 1959 года	Облет Луны	Впервые была произведена фотосъемка обратной стороны Луны и изображения были переданы на Землю
Зонд-3	СССР	18 июля 1965 года	Пролет вблизи Луны	Повторное фото-графирование об-ратной стороны Луны и передача изображений на Землю
Луна-9	СССР	31 января 1966 года	Мягкая посадка на Луну	Впервые была произведена мягкая посадка на Луну и первая передача на Землю лунной фотопанорамы
Луна-10	СССР	31 марта 1966 года	Выход на орбиту спутника Луны	Аппарат стал первым искус-ственным спут-ником Луны
Зонд-5	СССР	15 сентября 1968 года	Облет Луны и возвраще-ние на Землю	Передача изображений поверхности Луны на Землю
Аполлон-12	США	14 ноября 1969 года	Выход на орбиту ИСЛ и спуск с орбиты на поверхность
Луна-16	СССР	12 сентября 1970 года	Посадка на Луну, достав-ка возвращаемым аппа-ратом на Землю образца лунного грунта	Посадка в Море Изобилия 20 сен-тября 1970 года. Первый автома-тический аппа-рат, вернувшийся с Луны на Землю и доставивший колонку лунного грунта
Зонд-8	СССР	20 октября 1970 года	Облет Луны и возвращение на Землю
Луна-17	СССР	10 ноября 1970 года	Мягкая посадка на Луну и выгрузка самоходного аппарата “Луноход-1”	Посадка 17 нояб-ря 1970 года в се-веро-западной части Моря Дождей
Луна-20	СССР	14 февраля 1972 года	Посадка на Луну, достав-ка возвращаемым аппа-ратом на Землю образца лунного грунта	Посадка на Луну между морями Изобилия и Кри-зисов 21 февраля 1972 года и до-ставка на Землю колонки лунного грунта
Луна-21	СССР	8 января 1973 года	Мягкая посадка на Луну и выгрузка самоходного аппарата “Луноход-2”	Посадка 15 янва-ря 1973 года на восточном берегу Моря Ясности

3. III-ий этап - первые люди на Луне

Если ты устал, начни ещё.

Если ты изнемог, начни ещё и ещё...

Н. Рерих

Первый сейсмограф был установлен в Море Спокойствия видимой стороны Луны 21 июля 1969 года. За четыре дня до этого с мыса Кеннеди на корабле “Аполлон-11” стартовала первая американская экспедиция на Луну в составе Нила Армстронга*, Майкла Коллинза* и Эдвина Олдрина*.

Вечером 20 июля 1969 года, когда “Аполлон-11” находился над обратной стороной Луны, лунный отсек (он имел персональное название “Орел”) отделился от командного и начал спуск.

“Орел” завис на высоте 30 м и плавно опустился. Щуп посадочного модуля коснулся грунта. Прошло 20 томительных секунд готовности к немедленному взлету и вот стало ясно, что корабль прочно стоит на “ногах”.

Пять часов астронавты облачались в скафандры, проверяли систему жизнеобеспечения двигателя. И вот уже первые следы человека на “пыльных тропинках далекой планеты”. Эти следы оставлены на Луне навечно. Нет ни ветров, ни потоков воды, которые могли бы их смыть. Навечно поставлена в Море Спокойствия и мемориальная доска в память о погибших космонавтах Земли: Юрии Гагарине, Владимире Комарове и членах экипажа “Аполлона-1”: Вирджике Гриссоме, Эдуарде Уайте, Роджере Чаффи...

Странный мир окружал двух первых посланцев Земли. Ни воздуха, ни воды, ни жизни. В восемьдесят раз меньшая по сравнению с Землей масса не позволяет Луне удержать атмосферу, ее притяжение сказывается меньше, чем скорость теплового движения молекул газов - они отрываются и улетают в космос.

Не защищенная, но и не измененная атмосферой поверхность Луны имеет облик, определяемый внешними космическими факторами: ударами метеоритов, солнечным “ветром” и космическими лучами. Лунные сутки длятся почти земной месяц, так лениво оборачивается Луна вокруг Земли и себя самой. За дневное время несколько верхних сантиметров лунной поверхности прогреваются выше температуры кипения воды (+120о С), а за время ночи остывают до -150о С (эта температура почти вдвое ниже, чем на антарктической станции Восток - земном полюсе холода). Такие термические перегрузки вызывают растрескивание пород. Еще больше взрыхляют их удары метеоритов разного размера.

В результате Луна оказалась покрытой рыхлым слоем реголита толщиной в несколько метров и сверху его - тонким слоем пыли. Твердые пылевые частички, не смоченные влагой и не проложенные воздушными прокладками, слипаются под действием космического облучения. Они обладают странным свойством: мягкий порошок упорно сопротивляется углублению буровой трубки и в то же время не удерживает ее в вертикальном положении.

Астронавтов поразила изменчивость цвета поверхности, он зависит от высоты Солнца и направления обзора. При низком Солнце поверхность мрачно-зеленая, формы рельефа скрадываются, расстояние оценить трудно. Ближе к полудню краски приобретают теплые коричневые тона, Луна становится “дружелюбнее”. Армстронг и Олдрин пробыли на поверхности Селена около 22 часов, в том числе вне кабины - два часа, собрали 22 кг образцов и поставили физические приборы: лазерный отражатель, улавливатель благородных газов в солнечном ветре и сейсмометр. Вслед за первой экспедицией на Луне побывало еще пять.

Еще совсем недавно думали, что на Луне есть жизнь. Не только писатель-фантаст Герберт Уэллс в начале века придумывал приключения своих героев в подземных лабиринтах селенитов, но и солидные ученые незадолго перед полетами “лун” и “аполлонов” всерьез обсуждали возможность возникновения в лунных условиях микроорганизмов или даже принимали изменение окраски кратеров за миграцию полчищ насекомых. Именно поэтому астронавтов трех первых экспедиций “Аполлона” подвергли двухнедельному карантину. За это время лунные образцы, в особенности лунного грунта - реголита, тщательно исследовали в микробиологических лабораториях, пытаясь оживить в них лунные бактерии, или найти следы погибших микробов, или привить к реголиту земные формы простейшей жизни.

Но все попытки были тщетны - Луна оказалась стерильной (так что астронавты трех последних экспедиций без промедления попадали в объятия землян), никакого даже намека на жизнь. Зато реголит, примененный как удобрение к бобовым, томатам, пшенице, дал всходы не хуже, а в одном случае даже лучше, чем земная почва без этого удобрения.

Изучали и обратный вопрос - могут ли земные бактерии продержаться на поверхности Луны? “Аполлон-12” прилунился в Океане Бурь, в 200 м от места, где ранее работала автоматическая станция “Сервейор-2”. Астронавты разыскали космический автомат, забрали кассеты с давно экспонированной кинопленкой, а также части оборудования, подвергшиеся экспозиции совсем другого сорта: два с половиной года о них разбивались невидимые мельчайшие частички - протоны, летящие от Солнца и из Галактики со сверхзвуковыми скоростями. Под их воздействием прежде белые детали стали светло-коричневыми, потеряли былую крепость - кабель стал хрупким, а металлические части легко резались.

Внутри телевизионной трубки, вне зоны досягаемости космических лучей земные бактерии выжили. Но на поверхности микроорганизмов не оказалось - слишком жестки условия космического облучения. Элементы, необходимые для жизни: углерод, водород, вода - находятся на Луне в ничтожных количествах, в тысячных долях процента. Причем, к примеру, основная часть этого мизерного содержания воды образовалась в течение миллиардов лет при взаимодействии солнечного ветра с веществом грунта.

Похоже, что условий для возникновения жизни на Луне никогда не было. Такой уж он, странный и непривычный мир Селены. Такая уж она, мрачная, пустынная и холодная по сравнению с бело-голубой Землей.

Таким образом, мне бы хотелось обобщить материал, который был собран за III-ий этап.

Полёт корабля “Аполлон-11” имел своей главной задачей решение инженерно-технических проблем, а не научные исследования на Луне. С точки зрения решения этих проблем основными достижениями полёта корабля “Аполлон-11” считают демонстрацию эффективности принятого способа посадки на Луну и старта с Луны (этот способ считают применимым и при старте с Марса), а также демонстрацию способности экипажа передвигаться по Луне и вести исследования в лунных условиях.

В результате полета “Аполлона-12” были продемонстрированы преимущества исследования Луны с участием астронавтов -- без их участия не удалось бы установить приборы в самом подходящем месте и обеспечить их нормальное функционирование.

Изучение демонтированных астронавтами деталей аппарата “Сервейор-3” показало, что примерно за тысячу суток пребывания на Луне они подверглись весьма незначительному воздействию метеорных частиц. В куске пенопласта, помещённом в питательную среду, были обнаружены бактерии из числа обитающих в полости рта и носа человека. Очевидно, бактерии попали в пенопласт при предполётном ремонте аппарата с выдыхаемым воздухом или слюной одного из техников. Таким образом, выяснилось, что, попав вновь в селективную среду, земные бактерии способны к размножению после почти трёхлетнего пребывания в лунных условиях.

III. Заключение

Запуск к Луне космических кораблей принес науке много нового и подчас неожиданного. Миллиарды лет неуклонно удаляясь от Земли, Луна в последние годы стала ближе и понятнее людям. Можно согласиться с метким замечанием одного из видных селенологов: “Из астрономического объекта Луна превратилась в геофизический”.

Исследования Луны дали в руки ученым новые важные аргументы, без которых гипотезы ее происхождения носили подчас умозрительный характер, и их успех зависел в значительной степени от заражающего энтузиазма авторов.

По-видимому, по составу пород Луна однороднее Земли (хотя совсем неисследованными остались высокоширотные районы и обратная сторона Луны).

Изученные образцы показали, что породы Луны, хотя и разные на ее морях и континентах, в общем напоминают земные. Там нет ни одного элемента, выходящего за рамки таблицы Менделеева.

Приоткрылась завеса над тайнами ранней молодости Луны, Земли и, по-видимому, планет земной группы. С Луны привезен самый древний кристаллический образец -- кусок анортозита, увидевший Вселенную более 4 млрд. лет назад. В девяти точках Луны изучен химический состав пород “морей” и “континентов”. Точные приборы измерили силу тяготения, напряженность магнитного поля, поток тепла из недр, проследили за особенностями сейсмических трасс, обмерили формы рельефа. Физические поля засвидетельствовали радиальное расслоение и неоднородности вещества и свойств Луны.

Можно сказать, что жизнь Земли и даже в известной мере формы ее поверхности определяются внутренними факторами, тогда как тектоника Луны в основном космического происхождения большинство лунотрясений зависят от гравитационных полей Земли и Солнца.

Луна понадобилась землянам не напрасно, и не зря они расходовали силы и средства на беспримерные космические полеты, несмотря на то, что лунные полезные ископаемые бесполезны для нас.

Луна вознаградила пытливых и отважных астронавтов и организаторов космических полетов, а вместе с ними и все человечество -- наметилось решение ряда фундаментальных научных проблем. Приоткрыта завеса над тайной рождения и первых шагов Земли и Луны во Вселенной. Найден самый древний образец и определен возраст Земли, Луны, планет солнечной системы. Нетронутая ветрами и водами поверхность Луны демонстрирует проторельеф Земли, когда еще не было океанов и атмосферы и метеоритный дождь свободно сыпался на Землю. Почти лишенная внутренних современных процессов, Луна представляет идеальную модель для изучения роли внешних факторов. Особенности приливных лунотрясений помогают поиску землетрясений гравитационной природы, несмотря на то, что на Земле картина осложнена и запутана сложнейшими тектоническими процессами. Выяснение роли космических факторов в сейсмотектонике поможет делу прогноза и предотвращения землетрясений.

Исходя из лунного опыта, можно наметить ряд усовершенствований геофизических методов исследования: обоснование сейсмической модели детерминированно-случайной среды, разработка эффективных методов электро-теллурического зондирования недр и др.

Хотя тектоническая жизнь Луны не столь активна и сложна, как жизнь Земли, здесь еще остается немало нерешенных проблем. Их могли бы разъяснить новые наблюдения в узловых регионах лунной активности; желательно иметь геофизические маршруты, пересекающие масконы, определить мощность коры на континентах и обратной стороне, просветить переходную зону между литосферой и астеносферой, подтвердить или опровергнуть эффект внутреннего ядра Луны. Можно надеяться, что мы еще станем свидетелями новых геофизических экспериментов на спутнике Земли.

Текущие и грядущие полеты космических аппаратов к планетам солнечной системы дополнят и уточнят главы волнующей книги природы, важные страницы которой были прочитаны во время лунной космической одиссеи.

IV. Список литературы

1. Галкин И. Н. “Геофизика Луны”, М.: Изд-во “Наука”, 1978 г.

2. Галкин И. Н. “Маршрутами XX века”, М.: Изд-во “Мысль”, 1982 г.

3. Гурштейн А. А. “Человек и Вселенная”, М.: Изд-ва ПКО “Картография” и АО “Буклет”, 1992 г.

4. Зигель Ф. Ю. “Путешествие по недрам планет”, М.: Изд-во “Недра”, 1988 г.

5. Зигуленко С. Н. “1000 загадок Вселенной”, М.: Изд-ва “АСТ” и “Астрель”, 2001 г.

6. Куликов К. А., Гуревич В. Б. “Новый облик старой Луны”, М.: “Наука”, 1974 г.

7. Уманская Ж. В. “Хочу всё знать. Лабиринты космоса”, М.: Изд-во “АСТ”, 2001 г.

Страницы: 1, 2