НАСА, американское космическое агентство, выложило на своём сайте небольшой - двухминутный фильм, снятый космическими зондами, больше года работавшими на лунной орбите. Примерно в середине записи перед глазами среди лунного пейзажа и впрямь возникает нечто, очень похожее на руины... большого и словно рукотворного сооружения: стены вычерчены будто под линейку, соединяются под прямым углом.
А вторым объектом, который привлёк внимание уже тысяч людей, стало что-то вроде огромной ямы в лунном грунте. Её прозвали входом во внутреннюю полость Луны.
О лунных загадках мы спросили у авторитетного донского астрофизика, доктора физико-математических наук, профессора, заведующего кафедрой физики космоса ЮФУ Юрия ЩЕКИНОВА. А также разговорились с ним о других будоражащих воображение новостях, связанных с Луной.
- Например, сейчас в научном сообществе обсуждается возможность начать колонизацию Луны уже в 2050 году - через какие- нибудь 37 лет, - говорит Щекинов. - А лет через тысячу, я думаю, вполне возможным будет такой сценарий: взять «такси» до Луны, которая будет своего рода перевалочной станцией в нашей Солнечной системе. А оттуда полететь отдыхать, скажем, на Уран или Нептун.
«Человечество бы погибло»
- Юрий Андреевич, всё больше учёных склоняется к мысли, что, не будь Луны, жизнь на Земле не возникла бы. Собственно, это и даёт пищу разговорам о том, что Луна искусственно создана: уж слишком многое она делает для нашего благополучия.
- Происхождение жизни едва ли не самая интригующая загадка современной науки. К слову, один из мотивов изучения Луны как раз надежда понять, как же появилась жизнь на Земле.
- ?
- 4 миллиарда лет назад Земля и Луна вовсю бомбардировались астероидами и другими внешними телами. Прибавьте, что эти соседки в те времена находились в два с лишним раза ближе, чем сейчас. Выбросы с той, первобытной, Земли должны были долетать до Луны. Потому и предпринимаются попытки найти на Луне какое-то земное вещество. Это позволило бы многое сказать о геологических процессах, протекавших на Земле на заре её становления.
Что до вашего вопроса, жизнь на Земле в том виде, в котором есть сейчас, без Луны была бы абсолютно невозможна! Когда Луна возникла, она стала стабилизировать вращение Земли, к тому же это вращение замедлилось. Не так давно делались расчёты, целью которых было понять, какой была бы жизнь на Земле, не будь у нас Луны.
- И какой бы она была?
- Очень незавидной (улыбается). Скажем, в наших широтах происходили бы куда более резкие температурные колебания, причём не каждые три месяца, а каждые полтора-два. Вообще же сутки на Земле длились бы не 24 часа, а в пять раз короче - около 4 - 5 часов. По меньшей мере люди просто не могли бы выспаться и в конце концов погибли бы.
Сегодня много доказательств имеет теория о том, что «человечество вышло из воды»: из рыб появились земноводные и т.д. Верить ей или нет - другой вопрос. Однако эволюции, описанной этой теорией, не было бы (либо она происходила бы куда медленнее), не будь Луны, которая и вызывает приливы и отливы. Тем более, что на заре формирования Земли (3,5 - 4 миллиарда лет назад) те же приливы были на Земле куда мощнее! Они были страшнее нынешних цунами: волны поднимались на несколько десятков метров, выносили глубоко внутрь континента рыб, водоросли, микроорганизмы.
«Сигналы иных цивилизаций»
- Тем не менее вероятность, что Луна искусственно создана, наука отвергает. Пусть так. Но с Луной связано много загадок. Тот же нашумевший фильм, снятый недавно над Луной двумя американскими зондами, вы смотрели? Я его видела. И, откровенно говоря, глядя на странные сооружения строго прямоугольной формы, возникает убеждение, что они дело рук разумных существ.
- Знаете, я тоже видел тот фильм. И совершенно согласен: когда это огромное нечто (а оно под километр высотой!) показывает задняя камера зондов, оно выглядит как рукотворная постройка. Но, поверьте, это не так! Это лишь какая-то особенность ландшафта Луны, что-то вроде торосов - нагромождений, но не льда, а каменных глыб. Более того. Если в том фильме вернуться назад, этот участок показан передней камерой. И там то, что это геологическое либо тектоническое образование, прекрасно видно.
Что касается «прохода во внутреннюю полость Луны»... На деле это глубокая пещера, какие есть и на Земле. Скажем, впервые очень глубокую пещеру на Луне (диаметром и глубиной около ста метров) обнаружил японский исследовательский аппарат «Кагуйя». Нынешняя пещера - вторая из очень обширных найденных на Луне. А если учесть, что поверхность Луны - базальт, это вообще не странно. Когда такая порода застывает, в ней нередко образуются трещины, разломы. Вообще же структура Луны уже хорошо известна. Внутри её не полость, а горячее и твёрдое ядро. Оно окружено тонким слоем жидкой железной оболочки, а после - корой.
Однако при этом я вовсе не хочу сказать, что вопросов, связанных с Луной, сегодня уже нет. Ведь не зря же её исследование продолжается! Скажем, одной из самых интригующих загадок является необычное оптическое явление, которое с земных телескопов наблюдают с давних пор.
- И в чём оно заключается?
- Когда Луна представляет собой месяц, на кончиках этого серпа периодически видят вспышки. Одно время их приписывали даже искусственным сигналам, испускать которые, как вы понимаете, под силу лишь разумной цивилизации. Однако сенсации не произошло. Есть двегипотезы того, что в силу естественных причин может вызывать такие вспышки. Хотя однозначного ответа, повторюсь, нет.
Не до конца понятно и, например, почему на Луне ЗНАЧИТЕЛЬНО меньше минералов, чем на Земле. Одно время загадкой было то, почему обратная, невидимая с Земли, половина Луны (её ещё называют тёмной) выглядит иначе, чем та, что нам видна. А именно: всю ту сторону занимает огромное пятно - Южное море. Однако в конце концов вероятное объяснение найдено: по всей видимости, порядка миллиарда лет назад на тёмную сторону Луны упал огромный астероид. После звучали доводы: мол, астероид был так велик, что Луна должна была погибнуть, распасться на куски.
- То, что она выжила, тоже загадка?
- Относительно недавно проведены детальные эксперименты. Они всё же доказали: даже после такого удара Луна могла уцелеть.
- Но пока без ответа остаются и те странные явления, о которых упоминали некоторые американские астронавты, побывавшие на Луне. Скажем, пять лет назад в США сняли документальный фильм, где один из астронавтов - Эдвин Олдрин признался, что на Луне они увидели нечто вроде НЛО. Говорил: «Там было нечто на достаточно близком для наблюдения расстоянии». Нил Армстронг, как говорят, упоминал, что на Луне ему слышалась музыка. Были и другие странности. Скажем, руководил лунной миссией знаменитый конструктор немец Вернер фон Браун. Экспедиции на Луну (в 1969 - 1972 годах) были признаны удачей, но фон Брауна уволили... Один из астронавтов впоследствии потерял рассудок.
- Увы, я не смогу ответить на все эти вопросы. Что касается необычных свидетельств... Во- первых, можно понять возбуждение человека, шагнувшего на Луну и увидевшего свой дом - Землю на небе. Во-вторых, лунная атмосфера разрежена и при этом ионизирована. Динамика, движение плазмы вообще очень сложны. В ней могут возникать конфигурации, которые, будучи подсвеченными солнечным излучением, вполне могут восприниматься как реальные объекты.
Наконец выявлен и такой любопытный факт. Луна вызывает приливные явления не только в океане, но и в атмосфере Земли. И частота этого внешнего электромагнитного поля совпадает с... альфа-ритмами в мозгу человека. На Луне такого поля нет (его ещё называют резонансом Шумана). Влияет ли «выпадение» человека из этого поля на его психику? Пока это тоже загадка.
Космический вокзал
- Вот вы упомянули, что всерьёз обсуждается идея скорой колонизации Луны. Что это даст землянам?
- Уже не секрет, что нефть и газ истощаются. По оценкам оптимистов, земных запасов этих ресурсов человечеству хватит до 2050 года, по оценкам пессимистов - лишь до 2020-го. Луна же обладает впечатляющими запасами гелия-3, материала для термоядерных реакторов, над возможностью строить которые ломают головы учёные.
Вообще же задач, которые можно было бы решать на Луне, масса! Она прекрасное место для обсерваторий. Оттуда можно делать точный прогноз погоды, наблюдать за земным климатом. Всем понятно, что Луна со временем станет транспортной перевалочной станцией - эдаким большим космическим вокзалом. Человечество будет прилетать туда. А после оттуда, так как на Луне очень слабая гравитация (малая сила тяжести), отправляться к другим планетам. Увы, с годами встанет и вопрос перенаселённости Земли...
- Наука ещё надеется отыскать жизнь вне Земли?
- Скажу больше: интерес к этим поискам сейчас огромен и продолжает расти! Скажем, в США несколько лет назад на частные пожертвования построена современная обсерватория, единственная задача которой - поиск внеземных цивилизаций. Все крупные обсерватории нацелены, например, на планету «Глизе 581g», где условия - физические свойства, температура, наличие атмосферы очень близки к земным. Я думаю, уже в ближайшие годы какие-то результаты изучение «Глизе 581g» даст.
ДВА СЦЕНАРИЯ РОЖДЕНИЯ ЛУНЫ:СПЛОШНЫЕ УДАРЫ
Господствующая гипотеза происхождения Луны подтвердилась в новом исследовании: 4,5 млрд лет назад Землю сотряс колоссальный удар.
Три года назад орбитальный телескоп Spitzer зафиксировал столкновение далекой планеты с крупным телом - возможно, такое, какое некогда породило нашу Луну
Результаты компьютерной симуляции протопланет, имевших 45 и 55% земной массы. Цвет соответствует температуре. После первоначального столкновения оба тела снова встречаются, сливаются, а на орбите появляется «протолуна» массой примерно 3% земной, состав которой совпадает с земным более чем на 99%
Самая широко принятая на сегодня гипотеза происхождения Луны предполагает, что образовалась она из массы обломков и частиц пыли, выброшенных на орбиту в результате столкновения еще юной Земли с огромным космическим телом размерами примерно с Марс. Тому имеется немало доводов и «за», и «против».
К примеру, состав Луны практически идентичен земному (характерному для той геологической эпохи на планете). Это ставит вопрос о том, куда же делось вещество самого тела, некогда столкнувшегося с Землей. В паре недавних работ ученые показали, как такое может быть - но при этом представили совершенно разные сценарии развернувшейся тогда катастрофы.
Первая работа проведена Матьей Каком (Matija Cuk) из SETI и его гарвардской коллегой Сарой Стюарт (Sarah Stewart). По их расчетам, в ту далекую пору планета вращалась с внушительной скоростью, и сутки на ней длились 2-3 часа. Этой скорости
еще недостаточно для того, чтобы центробежные силы не дали Земле сформироваться, но вполне достаточно, чтобы в результате столкновения на орбиту было выброшено изрядное количество материи для образования Луны (она имеет массу примерно в сто раз меньше земной). Необходимый разгон планета могла получить в результате предыдущих столкновений - а после появления Луны стала понемногу замедляться в результате гравитационных взаимодействий с Солнцем и с появившимся естественным спутником.
Что же до того самого гигантского столкновения, то ученые оценивают массу врезавшегося в Землю тела в 5-10 массы планеты. Однако их коллеги во главе с Робин Кэнап (Robin Canup) приходят к иной цифре: по их версии, столкновение было примерно равным, то есть - и Земля, и неизвестное тело имели примерно по 50% массы современной Земли с Луной. Это довольно неожиданное предположение. Подобный сценарий еще не рассматривался, хотя можно отметить, что он предположен для происхождения Харона, крупнейшего спутника Плутона.
Выстроенная группой Робин Кэнап компьютерная модель такого «равного» столкновения показала, что на орбите образуется внушитель
ное облако материи, состав которого действительно идентичен обновленному составу верхней мантии заметно увеличившейся Земли. Такой удар должен приводить к существенному ускорению вращения планеты, которое могло снова стабилизироваться по механизму, упомянутому выше.
По публикации Space.Com
ОГНЕННАЯ БУРЯ: БУРНОЕ ПРОШЛОЕ ЛУНЫ
Океан Бурь на Луне некогда и вправду был океаном, заполненным не водой, а расплавленной магмой на глубину в сотни километров.
Ближняя (слева) и обратная стороны Луны, на которых отмечены три ее крупнейших ударных кратера
Метки соответствуют установленным областям с бедными кальцием пироксенами
Луна, как известно, имеет две стороны. Видимая всегда повернута к Земле, а невидимая - от нее (иногда ее называют "темной", хотя на самом деле она освещается Солнцем). Эти две стороны различны между собой самым удивительным образом. Видимая сторона представляет собой равнинную низменность, на треть покрытую обширными областями выхода вулканических пород – знаменитыми лунными морями. На обратной же стороне морей всего два, она в среднем на пару километров выше видимой и покрыта более толстым слоем коры. Резко различается и их минеральный состав.
Выдвинуто несколько гипотез, объясняющих это различие, - вплоть до предположения о существовании некогда у Земли второго спутника («Вторая Луна»), который разбился об обратную сторону первого. Идею с столкновением поддерживают и японские ученые, которые провели новое исследование с помощью работающего на окололунной орбите зонда Kaguya (Selene). Правда, по их версии, столкновение произошло на видимой стороне и оставило по себе самое крупное темное пятно, прекрасно знакомое каждому, - крупнейший на Луне Океан Бурь, достигающий в поперечнике 3000 км.
Пока что происхождение Океана Бурь остается загадкой: многие специалисты предпочитают «ударную» гипотезу, хотя ясных топографических признаков такого происхождения не имеется - хотя бы из-за почтенного его возраста, который может составлять до 4 млрд лет. Поэтому японские исследователи проанализировали минеральный состав различных областей Луны и уже на основе этого показали, что объясняться он должен именно столкновением и масштабным плавлением коры.
По расчетам ученых, мощные удары, создавшие Океан Бурь и другие моря, некогда могли полностью уничтожить кору видимой стороны спутника. Вся она на долгое время оказалась покрыт
ой целыми морями расплавленной магмы. В некоторой степени кора восстановилась лишь позднее, после того как остыла лава. Это плавление и новая кристаллизация, по мнению авторов исследования, и может объяснять заметные различия между двумя сторонами Луны.
По публикации Space.Com
http://www.popmech.ru/article/11949-ognennaya-burya/
Следы влаги, обнаруженные в структуре лунных пород, свидетельствуют против теории образования Луны в результате столкновения крупного космического тела с Землей.
Образец лунного анортозита
Исследование образцов древнейших лунных пород, полученных в ходе программы «Аполлон», показало наличие в их кристаллической структуре следов воды. Это не согласуется с теорией происхождения Луны из раскаленного «мусора», образовавшегося в результате столкновения Земли с крупным космическим телом, считает Юсюэ Чжан из Мичиганского университета (США), один из авторов исследования. В таком случае высокие температуры не оставили бы от влаги и следа, однако исследования образцов с Луны свидетельствуют: вода была там с древнейших времен.
Использовав инфракрасную Фурье-спектроскопию, ученые обнаружили присутствие гидроксилов (6 частей на миллион) в зернах плагиоклаза, составляющих лунный анортозит. Считается, что анортозиты сформировались, когда плагиоклазы кристаллизовались и всплыли на поверхность океана расплавленной магмы. Присутствие в них следов воды – гидроксильных групп – может означать, что лунная магма затвердевала значительно дольше, чем это предполагает «безводный» сценарий гигантского столкновения, говорит Чжан.
По пресс-релизу University of Michigan
СОЛНЕЧНАЯ ВОДА ЛУНЫ: ВЛАЖНЫЙ ВЕТЕР ОТ ЗВЕЗДЫ
Источником воды в лунном реголите может служить постоянный поток солнечного ветра, бомбардирующий спутник. За последние годы и наблюдения космических аппаратов, и лабораторные исследования образцов лунного грунта неоднократно демонстрировали, что Луна вовсе не абсолютно суха и безводна. В 2009 г. американский зонд LCROSS рухнул в вечную тень одного из кратеров и поднял тучу пыли, в составе которой, опять же, обнаружилась вода.
Она находится и в реголите, покрывающем поверхность спутника - но откуда? Являются ли основным ее источником падающие на Луну ледяные кометы? Или имеется другой? Ведь еще в 1970-х теоретики показали, что протоны, в обилии приносящиеся с солнечным ветром, могут взаимодействовать с имеющимся в лунном реголите кислородом, образуя воду и гидроксил (ОН). И недавно американские геологи во главе с Юсюэ Чзаном (Youxue Zhang) подтвердили эти предсказания.
ИК-спектроскопия и масс-спектрометрия образцов лунного реголита, доставленных на Землю миссиями Apollo 11, 16 и 17, позволили обнаружить заметные количества гидроксила, заключенного внутри спекшихся стеклянных «капсул», которые образуются в результате ударов микрометеоритов. О его «солнечном» происхождении говорит изотопный состав водорода. По данным ученых, даже отложения льда в вечной тени приполярных кратеров могут образоваться, в основном, за счет действия солнечного ветра, а не комет.
«Лунный реголит покрывает все поверхность спутника, а стеклянные включения могут составлять до половины его объема, - говорит профессор Чзан, - Таким образом, на основе нашей работы можно сказать, что гидроксил, «водное» соединение, широко представлено на Луне, хотя это и не сама вода, которую можно было бы непосредственно использовать».
Это открытие можно рассматривать и шире. Ведь аналогичный механизм может работать не только на Луне, а везде, куда солнечный ветер добирается с достаточной интенсивностью - например, на Меркурии или на астероиде Веста. Несмотря на всю разницу между этими телами, у них имеются все возможности для получения воды «на месте».
ЗАБЫТАЯ ВОДА: СЛЕДЫ СТРАНЫ СОВЕТОВ
Наличие воды на Луне показали результаты еще советских миссий – однако западная наука не обратила внимания на эти результаты.
Зонд "Луна-24" в изображении художника...
Возможность того, что на Луне имеется вода – разумеется, не моря и не чистые родники, а хотя бы в качестве малой примеси в составе реголита – интриговала ученых и фантастов. Действительно, если мы будем рассуждать о возможности построения постоянной обитаемой базы на Луне, вопрос наличия там воды становится одним из ключевых.
В последние годы поиски «лунной воды» велись с особой интенсивностью, и принесли вполне однозначные результаты: вода есть. Соответствующие подтверждения разными методами и в разное время получали многие исследовательские зонды. Первым из них считается американский аппарат Clementine, запущенный в 1994 г.
С помощью бортового радара зонд посылал к поверхности Луны (в основном концентрируясь на районах полюсов) радиоволны. Отраженный сигнал улавливали расположенные на Земле радиотелескопы, и затем его анализировали. Ученые тогда пришли к выводу о том, что под слоем пыли и мелких частиц на Луне скрываются обширные слои льда. Уже тогда эти результаты получили изрядную порцию критики – а сегодня уже окончательно показано, что интерпретированы наблюдения были неверно. Но, как говорится, «в правильную сторону».
Современная карта распределения воды на Луне (северное полушарие), полученное по данным наблюдений нейтронного спектрометра, работавшего на борту зонда Lunar Prospector. Видно, что основные ее запасы расположены вблизи полюсов
Куда более однозначные сведения принесла несколькими годами позже работа миссии Lunar Prospector. Аппарат вел наблюдения более сложным инструментом, нейтронным спектрометром, который позволил улавливать нейтроны, выбитые с поверхности Луны космическими частицами. По спектру их энергии было установлено присутствие в породе водорода – а тем самым, и воды. Следующие свидетельства дал аппарат Galileo, на своем пути к Юпитеру сблизившийся ненадолго с Луной и проведший нужные наблюдения. А совсем недавно, в 2009 г., к аналогичным выводам пришли индийские ученые, работавшие с собственным «лунным» зондом Chandrayaan-I – уже на основе ИК-спектра они показали наличие в лунной породе включений молекул воды и/или ионов гидроксила.
Коротко говоря, в последнее время представление о Луне, как об абсолютно сухой пустыне подверглось полному пересмотру. Конечно, воды на ней меньше, чем в самой сухой из земных пустынь, но для будущей базы – и для питья, и для аппаратуры, и для выращивания растений, и для получения ракетного топлива – ее должно хватить.
В связи с этим встает интересный вопрос. В распоряжении ученых на Земле имеется достаточно образцов реголита, доставленных с Луны и автоматическими зондами, и пилотируемыми экспедициями. Только в ходе миссий Apollo было получено более 300 килограмм! Отчего же до самых недавних пор вопрос о наличии воды на Луне был таким сложным?
Основательно покопался в истории вопроса американский исследователь Эрлин Кроттс (Arlin Crotts). Прежде всего он отмечает всеобщую уверенность ученых, анализировавших образцы Apollo, в том, что они загрязнены в ходе доставки, и вода в них не имеет никакого отношения к Луне. Ведь даже использовавшиеся тогда контейнеры не удалось герметично закрыть: пазы забила лунная пыль.
А между тем Советский Союз шел своим путем: по словам Кроттса, еще в 1970-х у наших ученых имелись достоверные свидетельства существования «лунной воды». Ученый апеллирует к результатам одной из малоизвестных советских миссий «Луна-24», которая стала последней в программе «Луна». Запущенный в августе 1976 г. автоматический аппарат добрался до спутника, опустился на него и в ходе работы просверлил грунт на глубину 2 м, откуда забрал около 300 г образцов, которые позже были доставлены на Землю.
Разумеется, вскоре был проведен анализ этих материалов, и уже тогда ученые показали ясные свидетельства наличия в них воды, которая составляла до 0,1% их массы. В 1978 г. эти выводы были опубликованы в журнале «Геохимия» - он выпускался и в полноценной английской версии, которая, впрочем, не читалась подавляющим большинством западных ученых. В итоге работа оказалась практически полностью забытой: «Никто никогда не ссылался на данные “Луны-24“,» - говорит Кроттс. Надеемся, теперь историческая справедливость будет восстановлена.
По публикации MIT Technology Review / Physics arXiv Blog
http://www.popmech.ru/article/11121-zabyitaya-voda/
Свежие комментарии