Хронограф
18152229
29162330
310172431
4111825
5121926
6132027
7142128

<декабрь>

Путеводители

Сто литров лунной надежды

Всерьёз задуматься о создании лунных баз и колонизации космоса людям мешает неопределённость относительно состояния и количества воды на спутнике

Земными приливами и отливами мы обязаны силе гравитационного притяжения Луны. Если бы в результате бомбардировок Луна покинула околоземную орбиту, это привело бы к гибели целого ряда животных, для которых приливы и отливы — необходимое условие существования. Фото (SXC license): matthains

Одно из самых впечатляющих открытий прошлого года было получено не совсем корректным и даже в какой-то степени противозаконным способом. 9 октября NASA предприняло бомбардировку Луны. Итог оказался ожидаемым: вода на Луне есть, и ее немало. Правда, злые языки тут же начали говорить, что подлинные цели столь необычного научного эксперимента были совсем другими.

Прощание с Луной

В человеческой культуре место Луны совершенно особое. Отчасти, о нем можно судить по афоризму Козьмы Пруткова: «Если у тебя спрошено будет: что полезнее, солнце или месяц? — ответствуй: месяц. Ибо солнце светит днем, когда и без того светло; а месяц — ночью».

Очевидно шутовской посыл, однако, имеет некоторый скрытый смысл: присутствие Луны на небе еще не означает, что от нее есть свет. В новолуние ее присутствие на небе либо совсем незаметно, либо угадывается по слабому «пепельному» свечению, природу которого впервые объяснил Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci, 1452–1519): Луна возвращает Земле от нее же и полученный свет. Именно эти периоды незримого присутствия на небе ночного светила всегда играли особую роль в любом варианте народной или традиционной магии: во время новолуния лучше всего резать черного петуха или собирать росу.

По смене лунных фаз люди издревле мерили время: за семь дней недели одна фаза меняется на следующую, а за двадцать восемь дней лунного месяца они проходят все четыре. Зная, что Луна к тому же всегда повернута к Земле одной и той же стороной и имеет тот же угловой диаметр, что у Солнца, можно было надеяться на дополнительный бонус: чтобы в солнечном году укладывалось если не целое количество лунных месяцев, то хотя бы отношение года к месяцу оказалось рациональным. Этого, однако, нам не дано. Отношение иррационально, из-за чего долго приходилось страдать от несовершенства календарей в прошлом, и, судя по всему, чаша эта испита еще не до конца. Неслучайно каждый год появляются предложения либо вернуться к старому Юлианскому календарю, либо ввести еще более новый, в котором иногда случалось бы по две субботы подряд, зато равноденствия и праздничные дни всегда приходились бы на одни и те же дни недели.

Полнолуния также занимают важное место в культурах разных народов. К нему привязаны некоторые сезонные праздники, а в Японии есть давняя традиция выезжать на природу, чтобы смотреть на восход полной Луны. Нечто подобное, вероятно, существовало когда-то и в Египте и Месопотамии, когда и возникла астрономия. Фазы Луны, обозначавшие естественные интервалы времени, и ее положение относительно других небесных тел создавали первый и довольно мощный инструмент астрономических наблюдений. Скрываясь за Луной, в том числе и невидимой, расположенные на эклиптике звезды самим временем своего исчезновения и появления вновь служили довольно точным указателем географического положения путникам, слишком удалившимся от знакомых им мест. В особенности такой метод оказывался действенным при путешествиях в море, когда глаз не встречает ничего, кроме безграничной водной глади.

Снимок обратной стороны Луны. Синим цветом обозначено присутствие воды в лунных породах, красным — гидроксильной группы. Фото: ISRO/NASA/JPL-Caltech/USGS/Brown University 

Луна, лунный свет, ее изменчивая форма и очевидная связь с жизнью на Земле, в том числе такой, про которую говорят, что она не подвластна уму — все это не могло не заставить людей переносить на Луну и некоторые наиболее важные явления, которые человеческий ум надеялся обнаружить в космосе вообще. Так, едва лишь в XVI веке народилось европейское представление о множественности миров и безграничности космоса, как свойство обитаемости было приписано Луне. На нее «слетал» в своем «Сне» Иоганн Кеплер, чтобы познакомиться со всеведущими лунатиками.

Поэтому не стоит удивляться, что решение NASA нанести по Луне бомбовый удар сразу вызвало негативную реакцию в самых разнообразных слоях общества. Среди наиболее фантастических возражений были и такие, что Луна, мол, гораздо легче, чем принято считать, поскольку она полая внутри. Из-за этого ее масса значительно меньше, чем ей следовало бы быть, если судить по наблюдаемым размерам. Столкновение Луны с тяжелым космическим спутником, направленным на ее поверхность, и последующий взрыв с неизбежностью приведут к изменениям параметров орбиты. Луна покинет привычную орбиту и начнет удаляться от Земли, пока вообще не покинет околоземную орбиту.

Исчезновение Луны неминуемо обернется катастрофой. Не будет больше приливов и отливов и, соответственно, станет невозможной жизнь тех животных, которые, не умея жить в воде, привыкли питаться тем, что оставляет им отступившее море. Те небесные тела, которые приближаясь к Земле, врезались в поверхность Луны, из-за чего на ее поверхности теперь большое количество кратеров, будут двигаться дальше, пока не встретятся с Землей. Конечно, не всякое небесное тело, причинявшее значительный урон лунной поверхности, сможет преодолеть естественную преграду в виде земной атмосферы, но все-таки опасность столкновения с инородным небесным телом, какие иногда случаются, неизмеримо возрастет.

И если бомбардировка спутника может оставить Землю незащищенной и подверженной гораздо большим космическим опасностям, то все подобные эксперименты должны быть исключены. Но, к счастью, ничего такого произойти не могло. Луна осталась на своем месте, где ей и положено быть. Ее бомбардировки, хотя и сомнительные с точки зрения международного права, не могли принести ей значительного урона, так как она отнюдь не полая и о ее массе нам известно отнюдь не по ее видимым размерам. Современные методы позволяют довольно точно определить и ее массу, и даже распределение массы внутри нее.

Сторонники теории заговора против всего человечества ошибались: NASA не ставило своей целью «обнажение» Земли перед космическими опасностями с последующим уничтожением землян. Такую цель можно было решить и более простыми средствами. Но оно наконец получило однозначный и внятный ответ на вопрос, есть ли на Луне вода? Вода там есть, и ее там немало.

Первый глоток

Теоретически Луна должна быть телом сухим и безжизненным. Есть разные гипотезы о ее происхождении, но каково бы оно ни было, Луна, в отличие от Земли, проходила стадию полной расплавленности. Поэтому вода, даже если и была там когда-то, должна была бы вся испариться.

Впрочем, есть в космосе весьма активные переносчики влаги. Это кометы. О них уже довольно давно известно, что их ядро состоит в основном из воды, при приближении к Солнцу вода испаряется, из-за чего и возникает красивый кометный хвост. Еще в начале Нового времени существовало разделение на хвостатые и бородатые звезды, но после изобретения телескопа выяснилось, что бородатые звезды — это те же кометы, просто недостаточно близко подлетевшие к Солнцу.

6 января 1998 года межпланетный зонд «Лунар проспектор» был отправлен на окололунную орбиту. Целью проекта стало составление более точной химиче­ской карты лунной поверхности, картографирование глобального магнитного и гравитаци­онного поля Луны, а также поиск водяного льда. За полтора года работы зонда были собраны сведения, подтверждающие наличие на Луне воды. Эта экспедиция вошла в историю ещё и тем, что на борту «Лунар проспектора» находился прах астрогеолога Юджина Шумейкера (Eugene Shoemaker). Фото: NASA

Кометам ничто не мешает забрасывать воду на Луну. По некоторым гипотезам когда-то они довольно много воды доставили и на Землю, а на Луну им лететь даже проще: никто не стоит на пути. Проблема только в том, что в отсутствие атмосферы Солнце слишком сильно разогревает лунную поверхность: температура там может достигать 200 °C. От испарения вода могла бы спастись только глубоко в недрах, но там-то ее как раз быть и не может.

Однако еще в начале 60-х астрофизики Калифорнийского технологического института (Caltech) Кеннет Уотсон (Kenneth Watson), Брюс Маррей (Bruce C. Murray) и Хэррисон Браун (Harrison Brown) разработали гипотезу, что вблизи полюсов — так же как в полярных областях на Земле — колебания температуры совсем не велики. По их расчетам температура там не должна подниматься выше нескольких десятков кельвинов, то есть остается там на том уровне, когда замерзает не только вода, но даже кислород. Конечно, это происходит не во всей полярной области, а только кое-где, в так называемых холодных ловушках (cold traps). Они должны находиться у дна полярных кратеров, куда никогда не попадают прямые солнечные лучи.

Проверить эту теорию не было возможности. Правда, в образцах лунного грунта, доставленных с поверхности Луны американскими астронавтами, были следы воды, но не было, напротив, уверенности, что это не результат «заражения» грунта водой с Земли. Первый луч света вырвался из темного лунного царства только в 1994 году, когда недалеко от ее поверхности оказался военный спутник «Климентина».

Радиоизлучение его бистатического радара более или менее случайно попало на дно одного из полярных кратеров и, отраженное, было зарегистрировано на Земле. Все выглядело так, словно отражение действительно было вызвано водой. Но утверждать это наверняка было невозможно. В конце концов, практически такой же эффект вызвал бы и просто водород, что гораздо менее интересно.

Определенность хотелось получить быстро и по возможности недорогой ценой. И в 1998 году к Луне отправился зонд «Лунар проспектор» (Lunar Prospector), созданный в рамках программы «Быстрее, лучше, дешевле» (Faster, Better, Cheaper). Он и в самом деле весил всего 295 кг, втрое меньше легкового автомобиля, и стоил вдвое меньше любого своего предшественника. Зонд пробыл на окололунной орбите полтора года и получил за это время довольно надежное подтверждение наличия на Луне воды. Вопросы, на которые хотелось ответить поточнее, касались исключительно ее состояния и количества. Во-первых, складывалось впечатление, что даже на дне кратеров нет ледяных глыб — только ледяная крошка. Во-вторых, оценки общего количества льда колебались от 6 млрд. т до 260 млн. т.

Чтобы ответить на эти вопросы, было решено провести первую бомбардировку, которая состоялась 31 июля 1999 года. Выработавший свой ресурс искусственный спутник со скоростью 1,7 км/с врезался в поверхность спутника естественного. За столкновением наблюдали земные телескопы множества обсерваторий и тысячи астрономов-любителей. Но все они дружно ничего не увидели. Что случилось со спутником, так и осталось неизвестным.

Повторная бомбардировка

Откуда брались надежды, что удар по лунным породам 9 октября 2009 года окажется более успешным, чем удар десятилетней давности, понять трудно. Однако NASA вновь заверило астрономов-любителей, что зрелище будет красочным. Энтузиасты провели бессонную ночь, наблюдая за лунной поверхностью и надеясь увидеть, как над ней появится тонким волоском выбитая оттуда порода. Но даже те, кто использовал телескоп Паломарской обсерватории (Palomar Observatory) в Калифорнии, ничего не увидели.

Но на этот раз дорогостоящая техника пропала не зря. Космический зонд «Эль-кросс» (Lcross) шел двумя эшелонами. Сначала от спутника отсоединилась пусковая платформа (Shepherding Spacecraft) с ракетой «Центавр» (Centaur). Сам спутник шел по траектории ракеты следом за ней. В момент удара «Центавра» о поверхность луны платформа находилась в 600 км от нее и преодолела это расстояние за 4 мин. Следом, собирая информацию, туда же отправился и сам спутник.

Понять, есть ли на Луне вода и в каком количестве, людям важно не из праздного любопытства. Эти исследования требуют больших денежных затрат, но, если окажется, что вода на Луне присутствует в достаточном количестве, лунные базы вполне могут стать перевалочным пунктом в нелегком деле колонизации космоса. Фото: NASA

О том, что именно он увидел, стало известно только в ноябре. А подробную расшифровку измерений NASA опубликовало только в середине декабря,  и это, очевидно, еще не конец — следует ожидать и новых подробностей. Однако если отбросить все слова о «небывалом успехе» и «новой странице», то что остается на сегодняшний день? В общем-то, не так уж и много. Вода, конечно, была обнаружена. Ее количество в облаке после взрыва «Центавра» оценивается в сотню литров. Это близко к нижней границе ожиданий. Основания для оптимизма есть, но лишь для весьма умеренного. Его может быть немного больше, если учесть, что, кроме воды, «Эль-кросс» заметил углекислоту, метан и диоксид серы.

Не вызывает никаких сомнений желание и готовность уже многих на Земле к началу колонизации космоса. Луне суждено и в этом быть людям верной помощницей — создание базы на Луне станет первым этапом в этом деле, а потом и вся Луна будет надежным перевалочным пунктом. Нет сомнений, что «колонизаторов» ждет немало сюрпризов. Лунные находки пока не совсем понятны, но следующее десятилетие должно принести бòльшую ясность.

Дмитрий Баюк, 13.01.2010

 

Новости партнёров