ОСОБЕННОСТИ ЛУННОГО МИРА И ПРОБЛЕМЫ ЕГО ОСВОЕНИЯ

ДЕНЬ, РАВНЫЙ ПЯТНАДЦАТИ СУТКАМ

  • День на Луне наступает сразу же, как только из-за горизонта появляется краешек Солнца, и длится он почти 15 земных суток. Ему не предшествует утренняя заря, которую мы обычно наблюдаем на Земле, - ведь здесь нет воздуха, рассеивающего солнечный свет. На черном, усеянном мириадами ярко светящихся звезд небосводе первыми появляются жемчужные лучи солнечной короны - сияния, окружающего Солнце. Когда же поток солнечных лучей разольется по Луне, взору откроется поистине фантастическая картина. Лунный пейзаж разделится как бы на две части: на ярко освещенную солнечным светом и темную. Любая возвышенность с освещенной Солнцем стороны ослепительно сияет, зато другая ее сторона, находящаяся в тени, выглядит очень темной.
  • На Луне нет ни воздуха, ни пыли, ни паров воды, которые поглощали бы часть солнечного света, поэтому интенсивность солнечной радиации на ней настолько велика, что даже мгновенный взгляд на предметы, ослепительно блистающие отраженными лучами Солнца, без специальных, защищающих глаз средств невозможен. Вероятно, вы наблюдали, как в яркий солнечный день дети, собирая (фокусируя) при помощи увеличительного стекла поток солнечных лучей в тоненький пучок, выжигают рисунки на куске дерева. Хрусталик человеческого глаза представляет собой своеобразную линзу, которая также фокусирует лучи на глазную сетчатку. Большое количество сконцентрированной в пучок солнечной энергии может отрицательно воздействовать на такую незначительную площадь живой ткани, как сетчатка, резко повысить ее температуру, отчего тканевая жидкость «взрывообразно» закипит. Глаз будет необратимо поврежден. Ослепление может произойти также и при быстром переносе взгляда из темноты на яркий свет. В этом случае расширенный зрачок не успевает моментально сузиться, что приведет к повреждению глаза.
  • Из-за отсутствия воздушной перспективы лунный пейзаж представляется наблюдателю лежащим как бы в одной плоскости. И близкие и более удаленные объекты видны одинаково хорошо. Странно выглядит дневное лунное небо. Оно ничем не напоминает земной небосвод. Известно, что голубой тон дневного земного неба вызывается рассеянием солнечного света в атмосфере, состоящей из мельчайших частиц - молекул различных газов, микроскопически малых пылинок, водяного пара и т. д.
  • Когда-то Исаак Ньютон установил, что луч солнечного света состоит из семи цветов радуги. Пересекая огромную толщу земной атмосферы, солнечный свет рассеивается. Английский ученый Релей доказал, что в рассеянии существенную роль играют размеры частиц. При тех размерах, которые свойственны частицам воздуха, больше других рассеиваются синие и голубые лучи. Поэтому нам и кажется, будто наше небо голубого цвета.
  • Еще до полета космонавтов летчики сообщали о том, что с увеличением высоты небо все больше темнеет. Чем выше, тем меньше воздуха, а чем меньше воздуха, тем меньше рассеиваются голубые и синие лучи солнечного света. От первого в мире космонавта Юрия Гагарина мы узнали, что на высоте полета корабля «Восток» небо было угольно-черным. Это подтвердили и другие космонавты.
  • Днем с поверхности Земли звезды и планеты невооруженным глазом не видны вследствие сильного свечения земной атмосферы, освещаемой солнечными лучами, С увеличением же высоты интенсивность свечения атмосферы резко убывает. Так, на высоте 30 км яркость свечения атмосферы в 30 раз меньше, чем у Земли. А на дневном лунном небе ослепительно ярко сияет Солнце, близ которого рассыпаны звезды.
  • Лунное небо не сплошь бездонно-черное. Его немного освещают межзвездные облака космической материи и Млечный Путь, образованный несметным количеством ярких звезд. Небо Луны освещает и зодиакальный свет, представляющий собой полосу светящейся материи, пересекающей солнечный диск. Сказочную фееричность картине лунного неба придает огромный голубоватый диск Земли. Об этом выразительно сказал облетевший Луну на корабле «Аполлон-13» американский космонавт Джеймс Ловелл: «Там черно-белый мир. Там нет цвета. Во всей Вселенной, куда бы мы ни посмотрели, признаки цвета были единственно на Земле. Тут мы могли видеть голубизну морей, желтоватый и коричневатый цвет Земли и белизну облаков. Земля выглядела таким же телом, как Луна, но вчетверо крупнее... Она была самым прекрасным зрелищем во Вселенной...»
  • У Солнца на лунном небе диаметр в четыре раза меньше, чем у Земли. По величине оно такое же, как Луна, видимая с Земли. А ведь поперечник Солнца в 109 раз больше земного и в 400 раз больше лунного! Но Солнце отстоит от Земли на расстояние, в 400 раз большее, чем Луна. Поэтому угловые размеры Луны и Солнца при наблюдении их с Земли почти одинаковые. Средний угловой диаметр Солнца в угловых минутах равен 32", а Луны - 31,5", Поэтому на земном небе диск Солнца такой же величины, что и лунный. Угловые размеры Земли, наблюдаемой с Луны, составляют около 2°, потому что диаметр нашей планеты в 3,7 раза больше лунного. От этого диск Земли кажется с Луны значительно большим, чем солнечный.
  • Заметим также, что Солнце благодаря вращению Луны вокруг своей оси меняет положение относительно горизонта - восходит и заходит. А Земля, к которой Луна обращена той же стороной, остается в одном положении над лунным горизонтом.

    ЗАТМЕНИЕ СОЛНЦА НА ЛУНЕ

  • На Луне можно наблюдать иногда и такое удивительное явление природы, как солнечное затмение. Причина его нисколько не похожа на ту, которой вызывается затмение Солнца, наблюдаемое с Земли. На земном небе Солнце загораживается Луной. Тень от нее при полном солнечном затмении падает на Землю самое большее 7 мин. 40 сек. Луна может полностью скрыть Солнце от земного наблюдателя. Но так как она намного меньше Земли, то и поперечник отбрасываемого Луной конуса тени значительно меньше поперечника Земли. Поэтому лунная тень покрывает лишь некоторую, очень небольшую часть земного шара.
  • На Луне же сравнительно небольшой диск ослепительно сияющего Солнца, продвигаясь по небу с востока на запад, прячется за огромный диск Земли. Вследствие этого она отбрасывает в сторону, противоположную Солнцу, огромный конус тени протяженностью 1370 тыс. км и шириной у лунной поверхности 9200 км. Это примерно в 2,6 раза больше, чем диаметр Луны. Вполне понятно, что, пересекая эту тень, Луна может не только полностью в нее погрузиться, но и находиться в ней длительное время - до полутора часов.
  • Солнечное затмение начинается на Луне с того, что Солнце, медленно продвигаясь в западном направлении, постепенно заходит за диск Земли. И когда оно целиком спрячется за него, вокруг темного диска Земли, окруженного багряно-красной каймой, начнет искриться заревое кольцо земной атмосферы. В некоторых местах, на расстоянии от Солнца более десяти радиусов солнечного диска, видна очень яркая лучистая солнечная корона. Свет ее с увеличением расстояния от Солнца постепенно ослабевает.
  • С того момента, когда Солнце скроется за диском Земли, и до того момента, когда оно ближе всего подойдет к центру земного шара, на поверхности Луны можно наблюдать удивительную картину. Сначала залитая солнечным светом Луна (ведь в это время Луна находится в фазе полнолуния) окунется в земную полутень, и поверхность ее понемногу станет покрываться слабой серой пеленой. На Луне сгустятся своеобразные сумерки. Термометр зафиксирует понижение температуры поверхности Луны. Примерно в течение часа Луна будет пересекать полутень, Когда же она вступит в полную тень, ее поверхность приобретет красноватый оттенок. Объясняется это явление очень просто. Земная атмосфера, подобно шаровой линзе, преломляет солнечный свет. Особенно сильно рассеиваются в ней и поглощаются ею голубые, синие и фиолетовые лучи, Красные же и оранжевые лучи проходят сквозь земную атмосферу почти беспрепятственно. Они-то и придают ей багрово-красное сияние. Именно поэтому, наблюдая на Земле заходящее Солнце, мы видим его оранжевым и даже красным, Однако при некоторых затмениях земная атмосфера может оказаться настолько запыленной, что красноватой заревой оболочки у диска Земли не будет, и на Луне станет очень мрачно. Пока Луна находится в полной тени Земли, длится «багровая ночь». Поверхность Луны, лишенная солнечного света и тепла, сильно охлаждается. На смену палящему зною приходит жестокая стужа. Затем, когда Луна снова входит в земную полутень, ее поверхность начинает понемногу светлеть. Сначала краешек ярко сияющего Солнца заливает своим светом лишь некоторые участки Луны. Сюда возвращается день. Под лучами Солнца лунная поверхность быстро нагревается. Солнечный свет все более и более заливает лунную поверхность. На Луне снова наступает полнолуние. В ходе солнечного затмения температура лунной поверхности претерпевает значительные изменения в сторону похолодания. Когда затмение закончится, солнечные лучи станут снова в полную силу освещать н нагревать Луну, и за короткий промежуток времени экваториальная поверхность подсолнечной стороны Луны снова нагреется до + 130°.

    НОЧЬ СЕРЕБРЯНОГО ШАРА

  • Ночь, как и день, наступает на Луне сразу. Утренней или вечерней зари, как на Земле, здесь не бывает. У нас темнота наступает постепенно, потому что земная атмосфера, отражающая солнечные лучи, освещает Землю после того, как Солнце скроется за горизонтом. Отражение идет от все более высоких и разреженных слоев атмосферы. На Луне атмосферы нет, поэтому космонавты лишены здесь возможности наблюдать такое красивое зрелище, как заря.
  • Лунная ночь намного светлее земной. Ночью можно без труда рассмотреть мельчайшие детали лунной поверхности, потому что полный диск Земли занимает на лунном небе площадь, почти в 14 раз большую, чем полный диск Луны на земном небе. Так как диаметр Земли в 3,7 раза больше диаметра Луны, Земля посылает к Луне значительно больше отраженного ею солнечного света, чем Луна к Земле,
  • Яркость Земле как небесному объекту обеспечивает высокая отражательная способность облаков. Если к этому добавить, что у Луны нет атмосферы, поглощающей некоторую часть солнечного света, то станет ясно, почему свет полной Земли освещает Луну почти в 60 - 80 раз ярче, чем свет полной Луны - Землю. Вращаясь вокруг своей оси, Земля поворачивается к Луне всеми своими сторонами, а поскольку ее поверхность по-разному отражает солнечный свет, меняется степень освещенности лунной поверхности. Известно, что облака закрывают до 48% земной суши и до 58% океанов. Процент облачности для северного полушария несколько ниже, чем для южного.
  • Иногда ночью с Луны можно будет наблюдать, как по светлому диску Земли проходит пятно тени Луны. По залитому солнечным светом полушарию Земли перемещается округлое черное пятно поперечником до 300 км. Это вершина конуса тени, которую отбрасывает Луна, находясь между Солнцем и Землей.
  • Поскольку Луна движется вокруг Земли, а Земля вращается вокруг своей оси, то и тень Луны не стоит на месте, а перемещается, как бы прочерчивая полосу по освещенной Солнцем земной поверхности. С того места земной поверхности, которое покрывается темным пятном, наблюдается полное затмение Солнца, а из соседних районов - из области лунной полутени - частичное.
  • Ближайшее полное солнечное затмение, хорошо видимое с территории нашей страны, произойдет 31 июля 1981 г. Полоса полной фазы затмения пройдет от Очемчири (Грузия, берег Черного моря) через Нальчик, Моздок, устье реки Эмбы, Тургей, Сузун, Ленинск-Кузнецкий, поселки Забайкалья до Сахалина.

    НЕБО С «МЕРТВЫМИ» ЗВЕЗДАМИ

  • Днем и ночью лунное небо выглядит необъятной темной бездной, усеянной мириадами ярко светящихся, немерцающих, как бы «мертвых» звезд. Для лунного наблюдателя, так же как и для земного, звездное небо вращается с востока на запад, и звездные сутки равны сидерическому периоду обращения Луны (27,32 средних солнечных суток), а солнечные сутки - синодическому периоду обращения Луны, составляющему 29,53 средних солнечных суток. На земном небе звезды искрятся, переливаясь всеми цветами радуги, потому что их лучи идут к нам сквозь земную атмосферу, которая имеет на разных высотах различную плотность, температуру, влажность. При переходе из одной прозрачной среды с определенной плотностью в другую световой луч на границе сред меняет направление. Если бы плотность атмосферы Земли была одинаковой повсюду, то световой луч, раз преломившись, стал бы двигаться в определенном направлении. Однако плотность атмосферы резко меняется с высотой. Так, на высоте 10 км она в 3 раза, 20 км - в 16 раз, 60 км - в несколько тысяч раз меньше, чем у поверхности Земли. Поэтому световые лучи не только меняют направление своего движения, но и рассеивают энергию. Если к тому же учесть, что солнечный свет состоит из семи основных цветов радуги и что лучи каждого цвета по-разному преломляются и рассеиваются в атмосфере, то станет ясно, что все, вместе взятое, приводит к изменению не только блеска звезды, но и ее цвета.
  • На лунном небе из-за отсутствия воздуха звезды светятся ровно, не мерцая, как бы безжизненно. Звезд здесь несравненно больше, чем на земном небосводе, так как свет даже самых слабых и далеких звезд беспрепятственно достигает лунной поверхности. Обычно с Земли хуже видны те звезды, которые находятся ближе к горизонту: слой атмосферы у горизонта содержит значительно больше пыли, чем слои вышележащие. На Луне весь небосвод одинаково прозрачен. На черном небе Луны даже невооруженным глазом видны звезды седьмой-восьмой звездной величины.
  • На лунном небе можно увидеть те же зодиакальные созвездия, что и на земном. Луна прочерчивает по небесной сфере большой круг, плоскость которого наклонена к плоскости эклиптики на 5°08'. Кроме того, расстояние от Земли до Луны ничтожно по сравнению с расстояниями Земли и Луны до звезд, поэтому звезды на земном и лунном небе имеют то же видимое положение относительно друг друга. Только Полярная звезда у Луны другая - ведь ось вращения Луны иначе направлена в пространство. Наиболее близкой к лунному Северному полюсу оказывается звезда омега в созвездии Дракона, более слабая (около пятой звездной величины), чем альфа Малой Медведицы (около второй звездной величины). Вокруг нее, или, точнее, вокруг точки, отстоящей от нее на несколько градусов, и «вращается» лунное звездное небо.
  • Южный полюс Луны располагается в диаметрально противоположной части небесной сферы, в созвездии Золотой Рыбы, в области неба со звездами не ярче четвертой звездной величины. Наблюдатель может грубо ориентироваться по яркой звезде Конопус (альфа Киля), удаленной от точки полюса примерно на 10°. Глядя на лунное звездное небо, можно заметить, что, так же как и на земном небе, звезды восходят здесь на востоке и, проплыв над горизонтом, заходят на западе. Правда, видимое суточное вращение лунного небесного свода происходит в 27 с лишним раз медленнее, чем вращение земного небосвода. Вследствие суточного вращения земного шара мы видим звезды как бы движущимися по земному небосводу. А так как Луна совершает полный оборот вокруг своей оси за 27,3 земных суток, то движение звезд на небесной сфере Луны замедлено во столько же раз по сравнению с их движением по земному небосводу.

    ЗЕМЛЯ НА ЛУННОМ НЕБЕ

  • На черной вуали звездного шатра лунного неба Земля видна и днем и ночью и всегда почти в одном и том же положении относительно наблюдателя, потому что Луна вращается вокруг своей оси с таким же периодом, с каким она обращается вокруг нашей планеты. Земля лишь чуть-чуть «блуждает» по лунному небу, отходя от среднего положения не более чем на 8°. Если вы окажетесь в центре видимой с Земли стороны Луны, Земля будет у вас над головой, поскольку лунный небесный экватор проходит через зенит. А так как он имеет незначительный наклон к плоскости эклиптики (всего 1°32'), или, что то же самое, к плоскости орбиты движения Земли вокруг Солнца, то наша планета проецируется на небесную сферу Луны близко к зениту.
  • Однако если из центра видимой с Земли стороны Луны двигаться в любом направлении к ее краю, то можно заметить поразительную метаморфозу в положении Земли на небосводе. Она будет как бы перемещаться по небесной сфере, но в противоположном вам направлении, Приблизившись к восточному краю видимой с Земли стороны Луны на расстояние половины ее радиуса, вы увидите Землю в противоположной, западной стороне неба под углом примерно 60° над горизонтом. А с самого края видимой стороны Луны наша планета будет казаться лежащей на горизонте. Если же пройти еще немного, зайти за край лунного диска, то можно наблюдать весьма любопытную картину: Земля временами будет уходить под лунный горизонт и вновь появляться над ним. Такой своеобразный «заход» и «восход» - результат либрации Луны. Представьте себе аналогичное явление: находясь на теплоходе, пересекающем слегка волнующееся морс, вы наблюдаете заходящее Солнце, Из-за небольшой качки теплохода будет казаться, что Солнце то уходит за горизонт, то вновь появляется из-за него.
  • Нейл Армстронг - командир корабля «Аполлон-11» - рассказывает, что во время пребывания на Луне он видел Землю приблизительно в 30° к западу от зенита. Она казалась выпуклой и очень яркой. Преобладали два цвета: синий - цвет океана и белый - цвет облаков. Легко можно было различить и серо-коричневый цвет континентов.
  • Мы уже говорили о том, что Луна меняет свою видимую форму: то она видна как полный диск, то как половина его, а то и как более или менее узкий серп, рогами обращенный то вправо, то влево. Луна занимает разные положения относительно Земли и Солнца, потому бывает по-разному им освещена. Доля диска Луны, освещенная в данный момент, называется фазой Луны. Земля, как Луна, в зависимости от освещения ее Солнцем также меняет свою видимую с Луны форму, превращаясь то в серп, то в полудиск, а то и в полный диск. Фазы Земли такие же, как и у Луны, только они всегда диаметрально противоположны лунным. Когда жители Земли любуются обращенными влево, к востоку, рогами молодого месяца, Земля с Луны выглядит как убывающий диск. Если Луна в фазе первой четверти, то Земля - в фазе последней четверти, и наоборот, т. е. когда Луна видна с Земли как полудиск с выпуклостью, обращенной вправо, Земля видна с Луны как полудиск с выпуклостью, обращенной влево.
  • Когда мы видим с Земли полную Луну, то наблюдатель с Луны видит затемненное земное полушарие. В зависимости от того, насколько Луна выше или ниже направления, по которому мы смотрим на Солнце, узкий краешек земного диска в лучах Солнца может быть больше или меньше.
  • Когда Земля видна с Луны полудиском, то выпуклый ее край имеет размытые, нерезко выраженные очертания. В бело-голубоватый цвет с розовыми и багровыми тонами окрашен так называемый терминатор - граница между освещенной и неосвещенной частями поверхности Земли. Это те части земной поверхности, которые сейчас тонут в сумерках или освещаются зарей. До полного освещения или затенения лунного или земного диска всегда недостает как раз того кусочка светлой или темной поверхности, который мы наблюдаем в это время на противоположном небесном теле. Ориентация линии рогов Земли относительно горизонта может помочь наблюдателю на Луне определить, где он находится. Если он стоит на лунном экваторе, линия рогов Земли почти параллельна линии горизонта. С удалением от экватора угол между горизонтом и линией рогов возрастает.
  • Фазы Земли очерчены не так резко, как лунные, ибо земная атмосфера размывает границу света, придавая переходной зоне сумеречный оттенок. Мы никогда не видим Луну в самый момент ее рождения - в новолуние, так как в это время Солнце освещает противоположное Земле полушарие Луны. Серп «народившейся» или «старой» Луны обычно тонет в лучах зари. Мы видим «молодую» Луну спустя почти двое суток после ее «рождения», а «старую» - почти через 27 - 28 суток на неярко освещенном небе.
  • На Луне нет светорассеивающей среды, которая бы обусловливала светлый фон неба. Поэтому незадолго до « полноземлия», когда Земля оказывается не прямо перед Солнцем, а несколько в стороне от него, она видна с Луны как тоненький серпик с рогами, обращенными от Солнца. Для наблюдателя, находящегося на Луне, Солнце за месяц проходит полный круг по звездному небу относительно горизонта. Земля же почти неподвижно висит над горизонтом в том или ином месте лунного неба, а за ней плавно скользят звезды.

    КАКИМ ДОЛЖНО БЫТЬ ЖИЛИЩЕ НА ЛУНЕ?

  • Землянам придется жить на Луне в специальных герметичных помещениях. На одном из последних конгрессов Международной астронавтической федерации рассматривались конкретные проекты надлунных и подлунных сооружений. В конструктивном отношении поверхностные лунные сооружения представляют собой полусферические купола, прикрывающие несущие конструкции, разделенные на этажи и секции. Для того чтобы уменьшить перепад давления между внутренней атмосферой в куполе и наружной пустотой, а также добиться необходимой термоизоляции помещении и их высокой механической прочности, предлагается изготовлять купола наподобие скафандров, т. е. делать их из нескольких оболочек.


    Предполагаемый вид научной базы на Луне.
  • Внешняя, прозрачная для полезных участков солнечного излучения оболочка не должна пропускать губительных для живого организма космических лучей. Назначение второй оболочки - поддерживать в помещении нормальный температурный режим. Пространство между этими оболочками будет заполнено озоном. Давление озона должно составлять около половины давления воздуха в жилом помещении, благодаря чему не только уменьшится перепад давления в жилом помещении и в окололунной пустоте, но и станет поглощаться губительная ультрафиолетовая радиация Солнца. Озон выбран не случайно. Известно, что если бы не слой озона на высоте 40 - 50 км от поверхности Земли, все живое на Земле подверглось бы разрушительному действию ультрафиолетового излучения. Третья оболочка - силовая, увеличивающая прочность сооружения. Подобно покрышке футбольного мяча, не дающей лопнуть камере, эта оболочка примет на себя нагрузку избыточного давления, стремящегося раздуть герметичное помещение.
  • Чем объясняется необходимость столь своеобразной конструкции надлунных жилых помещений? Мы привыкли к земному атмосферному давлению и не чувствуем, что на каждый метр земной поверхности давит десятитонный столб воздуха. А так как на Луне воздуха нет, то все помещения, в которых будут жить и работать люди, должны быть наполнены воздухом, пригодным для дыхания. Если его давление будет равно даже половине атмосферного, то на силовую оболочку помещения изнутри будет давить нагрузка в 5 т/м2. С целью повышения прочности и надежности сооружения пространство между оболочками должно быть разделено на отдельные ячейки, напоминающие соты,
  • Почему же на Луне выгодно возводить сооружения куполообразной формы? Прежде всего потому, что под воздействием внутреннего давления материал конструкции «работает» на растяжение, благодаря чему наиболее полно используются его прочностные свойства. Особенно хорошо «работают» на растяжение волокнистые материалы, имеющие ориентированную структуру, такие, как, например, стекловолокно. Есть в строительной механике понятие «разрывная длина». Это длина стержня, при которой он разрывается под действием собственного веса. Если, например, для стали марки СТ-3 она равна 3,2 км, то для стекловолокна - 120 км. Полусфера позволяет значительно уменьшить влияние метеоритной бомбардировки и тем повысить безопасность пребывания в надлунных сооружениях.
  • Для надежного укрытия сооружений от потока губительного космического излучения и от метеоритов строители могут использовать такие естественные экраны, как пещеры, глубокие трещины, скальные навесы.
  • Подлунные сооружения замечательны тем, что, несмотря на широкие колебания внешней температуры в течение лунных суток, температура в них будет сравнительно постоянной. Это облегчит проблему создания искусственного микроклимата.
  • Все надлунные и подлунные сооружения будут снабжены специальными камерами-шлюзами, предназначенными для входа и выхода из герметического помещения.
  • Самая сложная задача строителей лунных жилых помещений - создать в них условия, по возможности близкие к земным. Прежде всего надо добиться точного регулирования атмосферы по газовому составу, температуре и влажности. Комфортные условия требуют температуры газовой среды в пределах 21±5° и относительной влажности в пределах 50±10% (7 - 11 г пара воды на 1 м3). Газовая смесь по составу должна быть близка земному воздуху.

    БИОЛОГИЧЕСКИЙ РИТМ

  • Известно, что физиологические процессы нашего организма активизируются днем и тормозятся ночью. Стоит нарушить установившийся биологический ритм, как это отразится на самочувствии человека. Биологический ритм нарушается, например, при перелете на дальние расстояния. Работа центральной нервной системы вступает в противоречие с местным временем суток, и первые часы пребывания на новом месте человек чувствует себя неважно. Но через некоторое время, когда биологический ритм организма согласуется с местным временем, самочувствие приходит в норму. И это при полетах в пределах Земли. А теперь представьте себе, что человек прилетел на Луну. Конечно, при непродолжительном пребывании на Луне нет необходимости менять установившийся ритм земной жизни. Но если предстоит жить здесь долго, придется приспосабливаться к новым условиям.
  • Великий физиолог И. П. Павлов доказал, что постоянный приток информации поддерживает высокую работоспособность мозга, а значит, и активность человека. У исследователей лунного мира, оказавшихся в условиях, резко отличных от земных, где количество звуковых, цветовых, световых и других раздражителей резко сокращено, прежде всего нарушится деятельность нервной системы. Человека станет одолевать сонливость, он может потерять способность оценивать обстановку. Не исключены и галлюцинации, и страх перед неизвестностью.
  • Чем же восполнить недостаток информации? Желательно, чтобы в лунных помещениях было предусмотрено достаточное количество световых, звуковых, цветовых и других раздражителей, необходимых для нормальной деятельности человеческого организма. Кроме того, выполняя определенные физические упражнения, люди смогут возмещать дефицит нервной информации и повышать свою работоспособность.

    ЭНЕРГЕТИКА «СЕДЬМОГО КОНТИНЕНТА»

  • Работа будущих лунных научных станций невозможна без электрической энергии. Без нее немыслимо и создание необходимых жизненных условий для исследователей. Уже сейчас ясно, что на Луне человек сможет полностью удовлетворить свои многообразные нужды в энергии.
  • Поскольку мощность солнечного излучения на Луне составляет примерно 1,38 квт/м2 (при условии, что освещаемая поверхность перпендикулярна падающим лучам), главным направлением развития лунной энергетики должно быть использование солнечной энергии путем превращения ее непосредственно в электрическую при помощи различного рода преобразователей, прежде всего солнечных фотогенераторов. Их прообраз - солнечные батареи, устанавливаемые на космических аппаратах, работу которых наглядно продемонстрировал «Луноход-1».
  • Солнечные фотогенераторы представляют собой комплект одинаковых элементов - пластин, изготовленных из сверхчистого монокристаллического кремния, с заранее заданной электронной проводимостью. Пластины площадью 5 - 8 см2 и толщиной около 1 мм имеют круглую или многоугольную форму. Они объединяются в секции, собираемые на панелях. Коэффициент полезного действия такого устройства пока не превышает 15%. Но и с таким к. п. д. на безатмосферной Луне можно получать электрическую мощность более 150 вт с каждого квадратного метра поверхности солнечной батареи. Многие специалисты считают, что максимально возможный к. п. д. не превысит 25%. Столь низкий к. п. д. солнечных батарей, безусловно, не может удовлетворить. Ведь 75% -даровой энергии Солнца пропадет впустую! А нет ли способов повысить к. п. д.? Физики предлагают делать многослойные батареи, в которых каждый слой будет использовать одну из частей спектра солнечного излучения, пропуская вглубь остальные части. Этот сложный фотогенератор позволил бы утилизировать большую часть солнечного излучения без увеличения общей поверхности фотоэлементов. Правда, технология изготовления многослойной батареи очень сложна. Но расчеты показывают, что предельно возможный к. п. д. ее все же может достичь 65%.
  • Второй путь прямого преобразования солнечной энергии в электрическую - использование солнечных термоэлектронных генераторов, Давно известно, что при нагреве спая двух проволочек из разных металлов, так называемой термопары, возникает разность потенциалов, и в образовавшейся электрической цепи генерируется электрический ток. Современные полупроводниковые термоэлементы представляют собой очень простое устройство, содержащее два спая между разными поЛунроводниками. На Луне термоэлектронные генераторы должны быть снабжены автоматическим следящим устройством, непрерывно поворачивающим зеркало по ходу Солнца. Однако применение термоэлектронных генераторов на Луне сопряжено с преодолением ряда трудностей, связанных с отводом тепла с холодных спаев термоэлементов.
  • Отвод тепла можно осуществить путем излучения. Между тем известно, что излучение энергии пропорционально четвертой степени абсолютной температуры излучающего тела. Для того чтобы между горячими и холодными спаями термоэлементов существовал соответствующий перепад температуры, обеспечивающий генерирование необходимой мощности, нужно достаточно энергично охлаждать холодные спаи. А это возможно лишь в том случае, если холодные спаи будут иметь температуру порядка + 450 - 500°. Температура горячих спаев должна быть выше на несколько сот градусов. Поэтому для лунных термоэлементов желательно применение высокотемпературных термогенераторов.
  • Эти термогенераторы представляют собой устройства с двумя изолированными, но близко расположенными друг к другу пластинами - электродами. Одна из пластин - катод - нагревается до температуры +2000 - 2500° и испускает электроны. При известных условиях электроны начинают беспрепятственно перелетать сквозь вакуум к другому, более холодному, положительно заряженному электроду - аноду, который, таким образом, заряжается отрицательно, в результате чего возникает разность потенциалов и появляется электрический ток.
  • Для получения во внешней электрической цепи тока большой силы требуется максимально сблизить электроды. Расстояние между ними не должно превышать 10 мк, иначе большая часть электронов, энергия которых недостаточна для того, чтобы долететь до анода, возвратится к катоду. Вследствие этого образуется замкнутое электрическое поле.
  • У опытных образцов такого преобразователя к. п. д. достигает 15 - 20%, что позволяет получать с квадратного сантиметра площади катода мощность до нескольких десятков ватт. Увеличение к. п. д. может быть достигнуто как за счет повышения температуры нагретого элемента и разности температур между катодом и анодом, так и за счет максимально возможного уменьшения расстояния между электродами при условиях, исключающих их взаимный разогрев. Исследования показали, что при использовании специальных полупроводников, помещенных в вакуум, можно превращать в электричество до 60% тепловой энергии при температуре нагрева до +2000°.
  • Для Луны характерно наличие весьма глубокого вакуума. Это обстоятельство открывает большие возможности использования на Луне вакуумных термоэлектронных генераторов. Если катод сделать из вольфрама, то при температуре на 100° ниже точки его плавления и при к. п. д., равным 65%, с квадратного сантиметра поверхности генератора можно получать мощность до 1000 вт.
  • Учитывая тот факт, что на Луне за счет солнечной энергии сравнительно легко обеспечить разогрев катода до желаемой температуры, термоэлектронным методом для преобразования солнечного излучения непосредственно в электрическую энергию там можно пользоваться довольно широко.
  • Однако следует иметь в виду, что, несмотря на обилие на Луне солнечной энергии, собирать ее не так-то просто - она слишком рассеяна. Концентраторами солнечной энергии могут быть параболлические отражатели, наподобие параболлических радио- и телевизионных антенн. В фокальной плоскости отражателя будет концентрироваться солнечная энергия, что обеспечит получение температуры до +3000° и выше. На Луне значительно уменьшается сила тяжести, поэтому там будет гораздо легче, чем на Земле, строить и эксплуатировать концентраторы солнечной энергии огромных размеров.
  • Вполне возможна доставка с Земли на Луну специальных ядерных источников энергии, которые могут работать там в течение длительного времени. Весьма перспективно и применение на Луне топливных элементов- - преобразователей химической энергии в электрическую - с очень высоким к. п. д. Если же здесь будут найдены радиоактивные вещества, нефть, газ или какие-либо другие горючие полезные ископаемые, то решение энергетической проблемы на Луне намного облегчится.
  • Удовлетворение потребностей исследователей лунного мира в электрической энергии - всего лишь одна сторона вопроса лунной энергетики. Вторая связана с использованием Луны как базы для получения электрической энергии для нужд Земли. Солнце ежесекундно посылает на Землю 40 триллионов больших калорий. Огромная часть этой энергии рассеивается, отражается атмосферой и поглощается ею. До земной поверхности в среднем в год доходит лишь около 30% этой энергии, в южных широтах несколько больше, в северных - меньше. Если бы всю эту энергию можно было полностью превратить в электрическую, то человечество могло бы сполна удовлетворить свои энергетические потребности. Но тогда бы пришлось всю поверхность суши и воды покрыть фотоэлементами или кассетами с фоточувствительной жидкостью.
  • Количество солнечной энергии, приходящейся на единицу поверхности Луны, выражается поистине колоссальными цифрами. Если Солнце находится в зените, то каждый квадратный километр лунной поверхности получает в минуту 2·1010 калорий тепла, или 5·107 квт/час (мощность Днепрогэса составляет 9·105 квт/час).
  • Химический анализ лунных пород показал, что верхний, достаточно рыхлый слой лунного покрова на 40% состоит из кремнезема. 20% лунного вещества приходится на долю кремния. А ведь это основной материал для изготовления солнечных фотогенераторов! Если учесть, что на Луне исключительно высокий вакуум, позволяющий производить химически чистые материалы при более простой технологии, то станут вполне очевидными преимущества гелиоэнергетики в лунных условиях. Меньшая по сравнению с земной сила тяжести позволит применять на Луне громоздкие конструкции при значительно невысоких требованиях к их прочности. Дополнительный запас прочности, необходимый на Земле для устойчивости при сильном ветре и т. п., на Луне оказывается излишним. Гелиоэлектростанции могут занять ведущее место в энергетическом хозяйстве лунного мира.
  • «Я позволю себе пофантазировать о возможном практическом использовании Луны для целей земной энергетики, - говорит академик Н. Н. Семенов. - Площадь Луны в 16 раз меньше площади Земли. Из-за отсутствия атмосферы на единицу поверхности Луны падает солнечной радиации в три раза больше, чем на единицу поверхности Земли. Следовательно, в смысле поглощения солнечной энергии поверхность Луны эквивалентна примерно 1/5 поверхности Земли, т. е. эта энергия близка той энергии, которая падает на поверхность всех ее материков. Таким образом, если бы удалось покрыть всю поверхность Луны полупроводниковыми фотоэлементами с довольно большим к. п. д. перехода лучистой энергии Солнца в электрическую энергию и найти способы передачи этой энергии (с помощью, например, направленных радиопучков) на Землю, то Луна могла бы стать в будущем величайшей электростанцией для Земли. Луна могла бы также явиться местом размещения атомных и термоядерных электростанций с целью полного избавления Земли от радиоактивных заражений».

    СЛОВО О СЕЛЕНОГРАФИИ

  • История географических открытий полна драматизма и беспримерного героизма. Первооткрыватели шли и плыли в неведомые края на ощупь. В пути их подстерегало множество бед, и не все возвращались домой. Одни погибали от рук аборигенов, другие - от неведомых болезней и от когтей зверей, третьи - от недостатка воды, пищи, тепла. По крупицам собирало человечество сведения о своей родной планете. Эти сведения послужили основой сначала примитивных, а затем все более и более точных географических карт и атласов. Первооткрывателям лунного мира гораздо легче. Еще не ступив на Луну, они составляют довольно точное представление о ее поверхности по селенографическим картам и фотографическим атласам.
  • Еще в древние времена людьми владело стремление получить достоверные сведения о природе и характере поверхности небесного серебряного шара. Пока человек просто наблюдал Луну, его сведения о Луне были очень скудными. С изобретением подзорной трубы - прообраза современного телескопа - открылись многие лунные тайны. Первым поведал людям о том, что представляет собой поверхность Луны, Галилео Галилей. Это он заложил основы селенографии, обозрев в августе 1609 г. Луну в самодельный телескоп и зарисовав увиденное.
  • «Из наблюдений, неоднократно повторяемых, - писал ученый, - мы пришли к заключению, что поверхность Луны не гладкая и не ровная и не в совершенстве сферическая, как полагал в отношении ее целый легион философов, а, напротив, неровная, шероховатая, испещренная углублениями и возвышенностями... Как поверхность нашего земного шара делится на две главные части - земную и водную, так и на лунном диске мы видим великое различие: одни большие поля более блестящи, другие менее...» Галилей полагал, что на Луне, как и на Земле, могут быть моря и океаны. Темные пятна на Луне с тех пор и стали называть морями, а самое большое из них - океаном.
  • С появлением «зрительных труб» - телескопов - ученые и астрономы-любители смогли детально рассматривать Луну, зарисовывать ее наиболее характерные объекты. В 1647 - 1657 гг. были опубликованы зарисовки различных частей Луны, сделанные голландцем Михаилом Лангреном.
  • В 1647 г. астроном-любитель из вольного города Гданьска Ян Гевелнй издал книгу «Селенография, или Описание Луны», содержащую авторские зарисовки Луны в разных фазах со многими деталями. Рисунки печатались с медных пластинок, которые Гевелий, во избежание ошибок, сам гравировал.
  • Четыре года спустя итальянский астроном Джованни Риччиолли опубликовал карту Луны. Рнччиолли дал названия почти 200 лунным образованиям. Он установил определенную систему названий. Согласно этой системе, горные цепи получили наименования, аналогичные земным, «морям» присваивались символические названия, а кратерам давались имена разных лиц. Нужно заметить, что Риччиолли - монаху-иезуиту - церковное начальство дало нелегкое задание - научно опровергнуть гелиоцентрическую теорию строения Солнечной системы, обоснованную Коперником и получившую широкую известность. Конечно, сделать это ему не удалось, но на карте Луны он сумел оставить недобрый след. Для обозначения многих кратеров он воспользовался именами высокопоставленных духовных особ, не имеющих к науке никакого отношения. И все же некоторые кратеры он назвал именами ученых.
  • Будучи сторонником датского астронома Тихо Браге, который считал Землю неподвижной, а Солнце и планеты обращающимися вокруг нее, Риччиолли присвоил его имя одному из самых больших и самых ярких кратеров, расположенных в южной части видимой с Земли стороны Луны, а нескольким соседним кратерам дал имена ученых - своих единомышленников. Гениального Коперника и его сторонников он забросил в Океан Бурь. Но все же, воздавая Копернику должное, он присвоил его имя одному из самых великолепных кратеров в Океане Бурь.
  • Именами древних ученых Риччиолли назвал кратеры, расположенные в северной части видимой с Земли стороны Луны. Здесь мы находим кратеры Пифагор, Аристотель, Архимед, Автолик, Аристилл. Очень заметному кратеру на северной окраине Моря Дождей было дано имя мудрого Платона. Темные пятна на Луне Риччиолли вслед за Галилеем назвал морями, а самое крупное из них - Океаном Бурь. Менее крупные пятна получили названия Моря Дождей, Моря Ясности, Моря Спокойствия, а их ответвления и отростки - Залива Радуг, Залива Зноя, Залива Росы. Небольшие, отдельно расположенные затемненные участки были названы озерами: Озеро Сновидений, Озеро Смерти. Некоторые затемнения получили название болот: Болото Туманов, Болото Гниения, Болото Сна. Все эти названия сохранились до наших дней. Теперь никто не видит в них прежнего смысла. А появились эти странные названия не случайно. В то время были широко распространены представления о том, что Луна оказывает таинственное влияние на Землю, и в первую очередь воздействует на погоду.
  • Еще Гевелий назвал хорошо заметные с Земли горные лунные хребты Апеннинами, Альпами, Кавказом, Карпатами. Выполняя волю отцов-иезуитов, Риччиолли назвал именем Галилея, заслуги которого в изучении Луны нельзя было не признать, почти незаметный кратер, поперечником всего в 16 км, в то время как имя иезуита Клавия получила одна из обширнейших равнин, размеры которой превышают 41 тыс. км2. Для великого Джордано Бруно, в 1600 г. заживо сожженного иезуитами в Риме, на площади Цветов, не нашлось ни одного из сорока тысяч кратеров! И только советские ученые назвали именем мужественного борца за научное мировоззрение один из кратеров на обратной стороне Луны (селенографическая широта +36°, долгота +103°).
  • Из года в год совершенствовались средства и методика телескопических наблюдений Луны. Карты лунной поверхности становились все более точными и подробными. Изданная в 1830 - 1837 гг. в четырех частях карта Луны Бэра и Медлера содержала 7735 деталей. Этой картой пользовались долгие годы. В 1878 г. немецкий астроном Юлий Шмидт, работавший в Афинах, после многолетних наблюдений выпустил карту с 32856 деталями лунной поверхности. В течение многих десятилетий она считалась одной из лучших карт Луны. Это была последняя карта Луны, выполненная на основе визуальных наблюдений Луны в телескоп.
  • В России карта Луны впервые была издана в 1740 г. в качестве приложения к книге французского ученого-вольнодумца Бернара Фонтенеля «Разговоры о множестве миров». Эта книга была признана синодом русской православной церкви «противной вере и нравственности», изъята из обращения и сожжена. Но, несмотря на это, Михаил Васильевич Ломоносов в 1761 г. выпустил ее новым изданием, чем навлек на себя гнев церкви.
  • Открытие фотографии (1839 г.) значительно продвинуло вперед картографирование лунной поверхности. Приспособив к телескопам фотокамеры, астрономы получили великолепную возможность детального обследования поверхности Луны. В 1897 г. Парижская обсерватория выпустила первый большой атлас Луны. Он содержал увеличенные снимки Луны, прекрасно воспроизведенные в гелиогравюрах. Снимки были сделаны французскими астрономами М. Леви и П. Пьюзе. В 1901 г. немецкий астроном Юлий Франц опубликовал каталог лунных образований, а в 1904 г. американский астроном В. Пикеринг издал большой фотографический атлас Луны. В 1935 г. по поручению Международного астрономического союза М. Блэгг и Р. Мюллер выпустили каталог, включающий более 4,5 тыс. лунных образований с точными координатами.
  • Сравнительно недавно исследователи Луны получили прекрасный фотографический атлас Луны, составленный под руководством американского астронома Дж. Койпера (1960 г.). Атлас состоит из 280 карт 44 участков Луны при различных условиях освещения. В него вошли снимки, полученные в таких крупнейших обсерваториях, как «Маунт-Вильсон», «Лик», «Мак-Дональд», «Йеркс» и «Пик-дю-Миди». Масштаб этого атласа 1 : 1400000, поэтому на фотографиях различимы детали размером до 800 м.
  • Октябрь 1959 г. стал для селенографии знаменательной датой. Советская автоматическая станция «Луна-3» впервые сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны и по радиотелеметрической системе передала изображения на Землю. Фотографии охватили площадь свыше 10 млн. км2. Теперь появилась возможность судить о 80% всей поверхности Луны. Результаты разностороннего и обстоятельного анализа фотографий были объединены в уже упоминаемом нами «Атласе обратной стороны Луны», изданном Академией наук СССР в 1960 г. В нем содержатся координаты и описания 498 обнаруженных на фотографиях образований. Около 100 из них относятся к краевой зоне видимого с Земли полушария Луны. До этого их не могли исследовать полно из-за того, что их было трудно наблюдать.
  • Фотографии всех образований по достоверности были разделены на три категории. К первой, высшей категории относится 251 объект, ко второй - 190 и к третьей - 57 объектов. Фотографии обратной стороны Луны, переданные автоматической станцией «Луна-3», были высоко оценены мировой научной общественностью. Пресса назвала их «фотографиями века». Для картографирования Луны открылись невиданные доселе возможности.
  • Пользуясь правом первооткрывателей, советские ученые дали названия обнаруженным на обратной стороне Луны морям, горным хребтам и заливам. На карте Луны появилось Море Москвы с Заливом Астронавтов, Море Мечты, хребет Советский и т. д. Многим кратерам были присвоены имена выдающихся ученых, посвятивших жизнь борьбе за счастье человечества, - Ломоносова, Лобачевского, Менделеева, Попова, Циолковского, Жолио-Кюри, Курчатова и других. Небезынтересно отметить, что если на видимой с Земли стороне Луны из 585 крупных кратеров только двум даны имена русских ученых (кратер В. Я. Струве и кратер О. В. Струве), то на обратной стороне Луны по решению Международного астрономического союза именами русских и советских ученых названо 15 кратеров.



    На фрагменте орбитальной панорамы район Залива Зноя с кратером Эратосфен

  • Блестящим достижением советской науки стало повторное фотографирование обратной стороны Луны, выполненное 20 июля 1965 г. советской автоматической станцией «Зонд-3». Из 19 млн. км2 поверхности обратной стороны Луны несфотографированными осталось лишь около 1,5 млн. км2. Только в восточной части невидимой с Земли полусферы Луны было обнаружено около 35 тыс. образований. Теперь ученые располагают селенографическими фотокартами обоих полушарий Луны.
  • Комиссия Академии наук СССР по наименованию образований на обратной стороне Луны подготовила список некоторых новых названий. Он был рассмотрен Международным астрономическим союзом. Вновь открытые лунные объекты получили имена таких выдающихся ученых, как Норберт Винер, Поль Ланжевен, Роберт Кох. На Луне появились имена русских астрономов А. А. Белопольского, Г. А. Тихова, О. Ю. Шмидта, В. В. Шаронова и других. Решено было увековечить имена Н. Кибальчича, Ю. Кондратюка, Ф. Цандера - тех, кто внес большой вклад в ракетостроение. Самому красивому и крупному образованию на обратной стороне Луны - кратеру-талассоиду диаметром 450 км, расположенному почти посередине обратного полушария Луны, дано имя крупнейшего советского ученого, конструктора первых искусственных спутников Земли и космических кораблей академика Сергея Павловича Королева. Есть в списке названий и имя летчика Бахчиванджи, испытывавшего первый ракетный самолет, и имена создателей науки о полете Н. Е. Жуковского и И. В. Мещерского. Кратерные цепочки поименованы так: ГИРД (Группа изучения реактивного движения), ГДЛ (Газодинамическая лаборатория), РНИИ (Реактивный научно-исследовательский институт), т. е. по названиям тех советских организаций, которые сыграли большую роль в истории космонавтики. Заливом Лунника названо место первой жесткой посадки станции «Луна-2», доставившей на поверхность Луны вымпел с гербом Советского Союза. Район первой мягкой посадки на Луну, совершенной автоматической станцией «Луна-9», назван Заливом Прилунения. Многие лунные объекты носят имена ученых Чехословакии, США, Англии, Польши, Франции, Италии, Югославии и других стран.
  • В 1967 г. издательство «Наука» выпустило фотокарту видимого полушария Луны в масштабе 1:5000000. Карта составлялась на основе оригинальных фотографий, полученных отечественными и зарубежными обсерваториями, с привлечением материалов из фотографических атласов Луны. Она построена в косой позитивной внешней перспективной проекции при положительных значениях либрации по широте и по долготе, близких к максимальным. Это создает условия видимости восточной краевой зоны, связывающей обращенное к Земле полушарие Луны с западным сектором обратной стороны Луны, который был сфотографирован станцией «Луна-3» в 1959 г. Согласно решению XI Генеральной ассамблеи Международного астрономического союза, ориентация стран света на Луне принята аналогичной земной. Фотокарта составлена Государственным астрономическим институтом имени П. К. Штернберга и Топогеодезнческой службой СССР. Научный руководитель - доктор физико-математических наук Ю. Н. Липский. Всесоюзное астрономо-геодезическое общество выпустило карту Луны, вычерченную в масштабе 1:5000000 инженером-картографом И. И. Катяевым при консультации В. А. Шишакова и В. А. Бронштена.
  • Заметим, что видимая с Земли сторона Луны изучена астрономами достаточно тщательно. Ныне на подробных картах Луны вы найдете более 35 тыс. крупных и около 200 тыс. мелких и мельчайших деталей. Чтобы уместить все их на карте, пришлось довести размеры одного из самых точных атласов до семи с лишним квадратных метров. Большой вклад в селенографию внесли советские ученые В. В. Шаронов, Н. П. Барабашов, Н. Н. Сытинская, А. В. Марков, Н. А. Козырев, Б. Ю. Левин, А. В. Хабаков и другие.
  • XIV конгресс Международного астрономического союза принял решение о присвоении кратерам и районам невидимой стороны Луны имен многих выдающихся исследователей, а также космонавтов В. Терешковой, A. Николаева, А. Леонова, Г. Титова, В. Шаталова, К. Феоктистова, У. Андерса, Ф. Бормана, Дж. Ловелла, B. Олдрина (надо Э. Олдрина), Н. Армстронга и М. Коллинза. На основе последних данных о поверхности Луны Академией наук СССР составлена новая карта и глобус Луны. На них увековечены имена тех, кто расширил горизонты мировой науки.
  • Фотографии обратной стороны Луны подтвердили гипотезу о том, что поверхность ее должна быть значительно более изрытой по сравнению с поверхностью той стороны Луны, что обращена к Земле. Это объясняется, по-видимому, тем, что обладающая значительно более мощным гравитационным полем Земля притягивает к себе большую часть метеорных тел, которые могли бы достигнуть обращенной к Земле поверхности Луны.
  • В 1965 г. американские ученые с помощью космических станций «Рейнджер» получили хорошие снимки видимой с Земли лунной поверхности. Фотографирование осуществлялось станциями с расстояния 1500 - 200 км до момента их падения на Луну. 1966 год ознаменовался новым выдающимся шагом советских ученых в картографировании лунной поверхности. Автоматическая станция «Луна-9» передала на Землю множество фототелевизионных снимков лунной панорамы, сделанных при различной высоте Солнца над горизонтом. Благодаря им представилась возможность определить некоторые особенности района посадки «Луны-9». Впервые были получены сведения о микроструктуре лунного покрова, которые подтвердили гипотезу советских селенологов о твердом верхнем покрове Луны. Случайный сдвиг аппарата после того, как были сделаны первые снимки, дал возможность по последующим снимкам сделать стереоскопический анализ лунной поверхности.
  • Новые сведения о поверхности Луны передала на Землю советская автоматическая станция «Луна-12». Снимки сделаны с высоты около 100 км. На них отчетливо видны детали, в 100 раз более мелкие, чем на лучших фотографиях земных обсерваторий. Ученые занялись уточнением структуры лунной поверхности и выявлением новых объектов. Фотоснимки лунного шара, доставленные на Землю автоматическими станциями серии «Зонд», запущенными в 1968 - 1970 гг., охватывают значительную часть видимой и обратной стороны Луны. Это обеспечивает надежную привязку снимков обратной стороны Луны к координатной опоре и к картам ее видимого полушария.
  • Целям дальнейшего развития топографических исследований Луны служили съемки Луны, проведенные советской автоматической станцией «Луна-13», американскими аппаратами «Сервейор» и космонавтами космических кораблей «Аполлон». Однако при всей ценности этих съемок у них есть существенный недостаток: они охватывают лишь небольшой участок лунной поверхности близ места посадки, ограниченный зоной обзора съемочной аппаратуры или радиусом пешего передвижения космонавтов. В силу особенностей наблюдения с малых возвышений информативность топографических планов и схем, получаемых при съемках, уменьшается от центра к периферии охватываемого пространства, что сужает возможности прослеживания микрорельефа и топографической ситуации.
  • Широкое поле деятельности открылось перед лунными топографами в связи с успешной работой первой передвижной автоматической лаборатории «Луноход-1», снабженной специальными техническими средствами для топографической съемки - телевизионной аппаратурой обзора местности, системой измерения пройденного пути, углов поворота и наклонов лунохода, системой определения азимутальной ориентировки. Топографическая съемка, сделанная «Луноходом-1», стала новым шагом в детальных исследованиях поверхности Луны. Она дает возможность исследовать микроформы рельефа на больших площадях, получить представление о геометрической структуре лунной поверхности (см. рис. на стр. 117).
  • Маршрутная топографическая съемка, в результате которой получены топографическая схема и профиль трассы, планы с горизонталями отдельных участков, свидетельствует о больших возможностях дистанционно управляемых аппаратов для топографической съемки лунной поверхности с целью ее картографирования, Комплекс средств космической техники позволяет надеяться, что в недалеком будущем представится возможность составить полное и подробное описание лунного шара, разработать топографические карты Луны различного масштаба, составить точные атласы Луны. В распоряжение космонавтов поступят каталоги с указанием селенографических широт и долгот различных лунных объектов, высоты гор и глубины впадин, протяженности горных хребтов и трещин. Все эти материалы позволят первооткрывателям лунного мира идти по нему не вслепую, как при картографировании поверхности Земли.

    КАРТЫ ЗВЕЗДНОГО НЕБА

  • С незапамятных времен человек ориентируется по небесным светилам. Более двух тысяч лет назад великий древнегреческий астроном Гиппарх впервые составил список 1022 хороню различимых звезд, расположенных в 48 созвездиях, определил яркость и положение каждой из них на небе.
  • До начала эпохи великих географических открытий люди использовали для ориентировки лишь некоторые звезды и созвездия. С развитием торговли появилась необходимость лучше узнать звездное небо. Знаменитый мореплаватель Колумб, открывший в 1492 г. Америку, отмечая ненадежность работы магнитного компаса, говорил: «Существует лишь одно безошибочное корабельное исчисление - это астрономическое. Счастлив тот, кто с ним знаком». Чтобы ориентироваться по звездам, нужно было составить более подробную карту звездного неба. А для этого надо было исследовать закономерности движения небесных тел.
  • На основе астрономических наблюдения и математических расчетов Николай Коперник создал стройную систему мира. Он вывел Землю из «центра мира», куда ее поместили до него, и поставил ее в ряд планет, движущихся вокруг Солнца - действительного центра планетной системы. Галилео Галилей подтвердил правильность теории Коперника. Иоганн Кеплер открыл и точно сформулировал три фундаментальных закона движения планет вокруг Солнца. Исаак Ньютон, опираясь на законы Кеплера, вывел закон всемирного тяготения и разработал способы точных вычислений движения небесных светил.
  • Человечество предъявляло все более высокие требования к астрономам. Мореплаватели, а за ними и авиаторы требовали все более совершенных навигационных карт. Но для составления их геодезисты должны были получить от астрономов более точные карты звездного неба и способы определения точного времени. Ведь при картографировании они определяют места опорных точек на земной поверхности по звездам. И если время видимости их будет измерено, например, с ошибкой в одну секунду, то погрешность в положении точки на заданной поверхности может составить ±300 - 400 м. А нужны были карты с точностью до 10 м. Поэтому астрономы при наблюдении звезд должны были определять их местоположение с точностью до сотой, а потом и до тысячной доли секунды. Раньше астрономы составляли каталоги только ярких звезд. Чем звезда ближе к Земле, тем быстрее она меняет местоположение на небосводе. Это заставляло часто обновлять каталоги.
  • Сейчас наука располагает каталогами и «слабых» звезд. Эти далекие звезды смещаются по отношению к Земле гораздо медленнее, поэтому местоположение их более стабильно. Составлен также каталог внегалактических туманностей. Согласование между собой этих двух каталогов - каталога звезд и каталога туманностей, «привязка» их друг к другу позволили составить очень подробные и точные звездные каталоги.
  • Один из философов прошлого справедливо заметил, что если бы звездное небо было видно только в каком-нибудь одном месте Земли, то к этому месту непрерывно двигались бы толпы людей, чтобы полюбоваться редкостным зрелищем. Но космонавтам-селенитам лунное небо представится еще более величественным, чем жителям Земли. Звезд на нем будет гораздо больше, чем на земном небе. Природа дарит будущим поселенцам Луны великолепную возможность ориентировки по звездам. Поэтому уже сейчас нужно уделить должное внимание составлению карт лунного неба.

    ЛУНА И ТАЙНЫ ЗЕМЛИ

  • Зачем люди стремятся изучить и освоить лунный мир? Неужели на Земле мало неотложных дел, требующих таких же материальных затрат, как и космические? Или человек старается постичь тайны Луны из спортивного интереса или простой любознательности? Конечно, нет. Наша планета незримо связана со своим спутником.
  • Многие ученые считают, что Луна образовалась вблизи Земли и примерно из того же самого вещества, что и Земля. Такое тесное родство Луны с Землей приводит к мысли, что изучение Луны поможет глубже проникнуть в тайны строения и развития Земли.
  • Известно, что истина познается в сравнении, и главная причина пока еще недостаточной изученности нашей планеты состоит в том, что ученые не могут сравнивать ее ни с одной другой планетой Солнечной системы. В наши дни представляется возможным детально обследовать другие планеты. Это будет способствовать раскрытию многих тайн Земли. А их немало.
  • К сожалению, мы еще не располагаем достаточно точными ответами на такие фундаментальные вопросы естествознания, как, каким образом возникла Земля, каковы ее внутреннее строение и характер процессов, происходящих в ее недрах, в чем причины земного вулканизма, землетрясений, магнетизма, каково прошлое Земли и планет Солнечной системы и что ожидает их в будущем? Получить ответы на все эти вопросы поможет изучение небесных тел. А так как Луна - наиболее близкое из них, то ученые в первую очередь обратились к ней. Их интересует: откуда появилась Луна? как сформировалась необычная лунная поверхность и каков ее минералогический состав? каково внутреннее строение Луны? мертвое ли это, навсегда застывшее небесное тело, или же могучие силы бушуют в ее недрах? не гнездится ли в глубоких лунных ущельях жизнь? Много тайн у Луны. Попробуем приподнять завесу над некоторыми из них.

    «ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЙ»

  • «Лунные дела, - заявил корреспонденту «Правды» известный советский ученый академик А. А. Трофимук, - для нас, геологов, почти так же важны, как и земные. И хотя еще рано ссориться с другими претендентами на право участия в экспедиции на Луну, я считаю не лишним сделать заявку на место в лунолете и для геологов. Дело в том, что Селена, как еще называют Луну, - в той же мере «геологический рай», как и «рай астрономический».
  • Многие исследователи лунного мира, главным образом сторонники гипотезы образования Земли и Луны из одного и того же газово-пылевого облака, некогда окружавшего Солнце (А. А. Трофимук - сторонник этой гипотезы), считают, что рельеф Луны представляет собою как бы «запись» ее древнейшей истории. Если удастся расшифровать эту «запись», то можно будет установить, какой была поверхность Земли в том далеком прошлом, когда она еще не была покрыта осадочными породами, а это позволит уточнить условия образования земной коры, узнать о процессах, происходящих в ее глубинных зонах.
  • По словам академика Г. И. Петрова, в настоящее время почти ничего не известно о первом миллиарде лет жизни Земли. А поскольку геологические процессы, изменяющие поверхность Луны, идут гораздо медленнее, чем геологические процессы на Земле, представляется возможность установить прошлое нашей планеты да и прояснить вопрос о происхождении Луны. Если она была захвачена Землей (а такая гипотеза существует), то должны были произойти бурные возмущения как Луны, так и Земли. Сравнение этих двух планет поможет выяснить реальную картину образования Луны.
  • Многие основные проблемы Земли могут быть решены сравнением Земли с Луной, замечает Г. И. Петров. Мы еще недостаточно понимаем химическую эволюцию Земли, так как ее поверхность преобразована поверхностными водами. Луна же - пример незавершенной эволюции. Процессы горообразования на Земле поняты лишь частично, поскольку тектонически активные области покрыты океанами или толстыми осадочными отложениями. На Луне такой маскировки нет. Таким образом, кроме удовлетворения всевозможного любопытства, с которым у многих связано исследование Луны, ее изучение может оказаться исключительно важным и для понимания проблем морфологии Земли.
  • На вопрос, почему Луна сохранила свой первозданный покров, может быть дан такой ответ. У Луны нет атмосферы, а раз так, то на ней нет и тех могущественных разрушительных сил, которые непрерывно изменяют лик нашей планеты: нет ветра и воды, животного и растительного мира, отсутствуют весьма энергичные физико-химические процессы, протекающие в земной коре под воздействием ее газовой и водной оболочек. Непрерывное действие ветра приводит к постепенному разрушению и выветриванию даже самых крепких земных горных пород, к интенсивному разрыхлению всех видов почвенного покрова. Вода, размывая грунт, превращает его в песок, в глину, разносит мелкие частицы грунта по рекам и озерам, морям и океанам. Там они оседают на дно, давая начало новым породам осадочного типа.
  • Ничего подобного на Луне не происходит. Горы, раз возникнув, сохраняются там неопределенно долго. Только падение метеорита или вулканическое извержение могло бы их разрушить. Но и остатки разрушенного образования, разбросанные по округе, не внесли бы решающих изменений в минералогический состав местности.
  • Некоторые изменения на поверхности Луны происходят вследствие воздействия на нее «солнечного ветра» и космических лучей, а также из-за чрезвычайно резких перепадов температуры и из-за космического вакуума. Однако следует заметить, что поверхность Луны очень долгое время сохраняет свой девственный покров. А это имеет огромное значение для понимания истории формирования земной коры. Вполне возможно, что, исследовав Луну, мы лучше поймем, как в прошлом на Земле шли некоторые геологические процессы. Изучение Луны уже расширило наши знания о вулканических процессах. Теперь большинство специалистов считает, что ударами метеоритов на Луне вызвано появление главным образом мелких кратеров, а крупные имеют вулканическое происхождение.
  • О рождении нашей планеты, о переменах, которые произошли с ней в «младенческом» возрасте - за первый миллиард лет, - ученые высказываются по-разному. Большинство считает, что Земля образовалась при слипании холодной метеорной пыли. Затем она, по утверждению академика А. П. Виноградова, подверглась изменениям за счет радиоактивного тепла. Под влиянием этого тепла породы внутренних зон Земли начали частично плавиться, и к внешним областям планеты стали выноситься легкоплавкие вещества, в то время как внутренние области обогащались тугоплавкими элементами. Иными словами, произошло расслоение вещества мантии Земли на две фазы - тугоплавкую, т. е. вещество верхней мантии, и легкоплавкую - вещество земной коры.
  • По современным представлениям, Земля состоит из ряда оболочек - геосфер, различающихся как составом образующего их вещества, так и физическими свойствами. Атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (океан), литосфера (земная кора), переходная область (мантия Земли) и, наконец, железо-никелевое ядро, частично жидкое н частично твердое, - вот перечень геосфер. На границе трех сфер - земной коры, гидросферы и атмосферы - существует биосфера, т. е. область развития организмов, область фауны и флоры Земли. Если представить себе нашу планету величиной с яблоко, то толщина исследованного поверхностного слоя земной коры окажется значительно тоньше его кожицы.
  • В поисках полезных ископаемых человек все глубже и глубже проникает в недра Земли. Каждый новый метр дается в результате огромного напряжения. Наиболее глубокие буровые скважины не превышают 7 км. Их на земном шаре очень немного. Средняя толщина земной коры в несколько раз больше их глубины.
  • Установлено, что строение и мощность земной коры под континентами и под океанами различны. Континентальная кора имеет среднюю мощность от 35 до 40 км и состоит из слоя осадочных пород мощностью менее километра, гранитного слоя мощностью около 15 км и слоя базальтов мощностью 20 км. Океаническая кора имеет среднюю мощность 6 - 8 км и не содержит гранитного слоя. Сейчас ученые ищут пути проникновения хотя бы в верхнюю часть земной мантии. Создаются разнообразные проекты: одни из них предусматривают сверхглубокое бурение земной коры при помощи электрических и плазменных средств, другие - при помощи автоматических глубинных ракетных устройств, так называемых «подземных кротов».
  • Почему так важно знать, что представляет собой мантия нашей планеты? Некоторые полезные ископаемые, например такие, как железная руда, содержат различного рода примеси (иногда до 50%). Ученые предполагают, что эти полезные ископаемые находятся в так называемом состоянии расплава. Значит, чистое железо, лежащее на большой глубине в слое земной мантии, вследствие разогрева радиоактивным теплом может быть в жидком состоянии. Под давлением прорываясь на поверхность, расплав может пересечь различные по составу минералогические слои, составляющие земную кору, и «загрязниться». То же самое, вероятно, происходит и с другими полезными ископаемыми, находящимися на значительной глубине.
  • Если это так, то, проникнув в земную мантию, мы могли бы черпать оттуда многие полезные ископаемые в чистом виде, без примесей. Но это задача исключительной сложности. Ведь прежде чем удастся добраться до мантии, нужно будет пробить значительную толщу осадочных пород земной коры. На Луне же этих осадочных пород, по-видимому, никогда не было. Поэтому ее поверхностный слой физико-химическим и минералогическим составом, вероятно, похож на верхний слой мантии Земли. Вот почему исследование поверхностного слоя лунной почвы имеет для нас огромное практическое значение.
  • Когда мы рассматривали панораму лунной поверхности, переданную «телеглазом» автоматических станции «Луна-9» и «Луна-13» и американскими станциями «Сервейор», а затем телепанорамы, полученные с «Лунохода-1», мы замечали на поверхности Луны небольшие камни и невольно задумывались: а каким образом они появились на Луне? То ли эти камни метеорные тела, то ли они выброшены на поверхность вместе с вулканической лавой, некогда излившейся из лунных недр?
  • Небольшие метеорные тела, летящие со скоростью десятков километров в секунду, попав в земную атмосферу, вследствие сопротивления воздуха сильно разогреваются и испаряются при очень высоких температурах, а более крупные в виде метеоритов падают на Землю. На Луне нет атмосферы, поэтому метеорные тела ударяются о ее поверхность с космической скоростью. В месте удара возникают грандиозное давление и высокие температуры, сравнимые с теми, которыми мы пользуемся при производстве искусственных алмазов. Не исключено, что в некоторых местах лунная поверхность усеяна алмазами метеоритного происхождения - разновидностью кварца высокой прочности.
  • «Можно догадываться, - говорит академик А. П. Виноградов, - что рельеф, который мы видим на Луне, - это вторичная картина, возникшая на поверхности Луны под влиянием разных факторов и процессов на излившуюся лаву, например значительного колебания температуры от +100° до - 150°, воздействия ударов метеоритов. Затем корпускулярное, рентгеновское и ультрафиолетовое облучение со стороны Солнца. Наконец, влияние химических реакций воды и газов с твердой породой, что, несомненно, имело место хотя бы в момент выделения из лавы воды и других легколетучих веществ. Они активно действовали на породы, например окисляя их и т. п. Можно полагать, что вследствие этой особенности процессов на Луне мы, вероятно, встретимся там с новыми для нас минералами».
  • Еще недавно велись споры о том, чем покрыта Луна: толстым ли слоем мелкой и рыхлой пыли, образовавшейся в результате бомбардировки ее метеоритами, или же достаточно прочным грунтом. Большинство советских селенологов считало, что грунт на Луне выдержит нагрузку космического аппарата в сотни килограммов. Этот прогноз оправдался. Однако следует заметить, что он остается верным пока лишь для некоторых участков Луны. Поэтому необходимо тщательно исследовать всю лунную поверхность. Начало выполнению этой сложной научной задачи положено первой в истории подвижной лабораторией на Луне - «Луноходом-1».

    ВУЛКАНИЗМ ИЛИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ?

  • С тех пор как селенологи начали рассматривать в телескопы лик Луны, они увидели на нем множество кратеров и цирков. Какие силы породили столь своеобразный пейзаж? Одни считали его следствием могущественных извержений вулканов и сильных лунотрясений. Другие доказывали, что кратеры и цирки - следы падения на Луну метеоритов. Третьи утверждали, что они - следствие и вулканической деятельности, и метеоритной бомбардировки.
  • До недавнего времени большинство селенологов сходилось на том, что Луна - мертвое небесное тело, в котором не может быть каких-либо внутренних процессов. Однако советский ученый Н. А. Козырев, наблюдавший извержение газов из кратера Альфонс 3 ноября 1958 г. и 23 октября 1959 г., и американские ученые, обнаружившие вулканические извержения в кратере Аристарх, положили начало новому подходу к Луне. Видимо, Луна не «умерший» мир. Вероятно, она «живет» и сейчас сложной внутренней жизнью.
  • Американские космонавты, побывавшие в окрестностях Луны, с окололунной орбиты видели в центре некоторых кратеров свечение, похожее на извержение. Отсюда можно сделать вывод о том, что в недрах Луны действуют внутренние силы, происходят активные процессы, сопровождающиеся выделением тепла.
  • Правда, пока еще не ясно, почему земные вулканические образования абсолютно несравнимы по размерам да и по очертаниям с лунными. Некоторые лунные кратеры и цирки в поперечнике превышают 200 км. Земные кратеры в десятки раз меньше. Наверное, здесь сказалось резкое различие физических условий на Земле и на Луне. Благодаря меньшей силе тяжести и отсутствию атмосферы на Луне действие тех же сил неизбежно приводит здесь к совершенно иным результатам.
  • Однако тут же встает новый вопрос: как подтвердить то, что недра лунного шара богаты теплом? Ответ на этот вопрос дают радиоастрономические исследования Луны, проведенные в последние годы группой ученых Горьковского радиофизического института под руководством члена-корреспондента АН СССР В. С. Троицкого, и более ранние теоретические исследования, выполненные в Институте физики Земли АН СССР.
  • Радиоастрономические исследования показали, что температура в каждом последующем метре пористого слоя Луны повышается примерно на 2 - 5°. На дне пористого слоя, т. е. на глубине 3 - 10 м, на 20 - 25° теплее, чем на поверхности Луны. Температура там достигает 12 - 20°. Как же ученые определили температурные условия Луны на различных глубинах? Известно, что эффективная глубина радиоизлучающего слоя раз в двадцать больше соответствующей длины волны. Это и позволило, меняя длину волны, измерить температуру на разных глубинах подлунного слоя.
  • Сейчас трудно сказать, действительно ли на глубине 50 км температура лунных недр достигает 1000°, как считает В. С. Троицкий, или там встречаются лишь отдельные очаги расплавленной магмы, как полагают другие ученые. А может быть, как утверждает академик В. Г. Фссенков, Луна совершенно твердая?
  • Многие ученые связывают тепло лунных недр с распадом радиоактивных элементов. «Нам кажется, - пишет В. С. Троицкий, - высокая радиоактивность является очень сильным аргументом в пользу вулканического происхождения лунного рельефа. При повышенной радиоактивности на фоне ослабленной в шесть раз силы тяжести вулканическая деятельность должна была протекать на Луне более бурно, чем на Земле. Она благоприятствовала возникновению гигантских вулканов и множества других образований».
  • Сравнительно недавно с помощью мощных телескопов на Луне были открыты своеобразные купола - небольшие круглые возвышения диаметром 6 - 20 км и высотой несколько сот метров с углом склонов около 5°. В небольшой телескоп они не видны, так как не отбрасывают резких теней. Много куполов получилось на фотографиях при телесъемке поверхности Луны с близкого расстояния космонавтами США. На снимках заметны также неровности на поверхности лунных «морей», во многом похожие на волны, образующиеся на застывшей лаве земных вулканов. Большинство специалистов считает, что лунные купола во многом напоминают вулканы на Гавайских островах, лава которых, более жидкая, чем лава вулканов Италии или Камчатки, находится близко от поверхности Земли. Эта лава состоит в основном из базальта и содержит мало газов. Поэтому извержения здесь проходят без взрывов, без выбрасывания обломков и глыб застывшей лавы. Во время извержения лава полностью заливает кратер. Растекаясь и застывая, она напоминает круглый выпуклый щит в горизонтальном положении. Этот «щит» придает гавайским вулканам большое сходство с лунными.
  • С деятельностью вулканов на Луне, возможно, связаны месторождения серы. Американский селенолог Дж. Грин, исследуя возможности образования и сохранения серы в лунных условиях, пришел к выводу, что залежи ее могут быть выделены из глубоких трещин, куда не проникают солнечные лучи. Дж. Грин описывает случай, когда в кратере Пайсга (Калифорния) сера сцементировала трещины в базальте. Это позволило ему сделать вывод, что на Луне сера будет применяться в качестве строительного материала. В смеси с вулканическим пеплом она вполне может заменить цемент. Как показали опыты, брикеты из 15% серы и 85% вулканического пепла могут выдержать на Луне нагрузку свыше 2100 кг/см2.
  • Известно, что расплавленная магма, содержащая растворенные газы, извергаясь на поверхность, застывает в виде пористой породы - так называемой пемзы. Малая сила тяжести и отсутствие на Луне атмосферы создают благоприятные условия для образования пемзы, и весьма вероятно то, что она будет обнаружена на Луне в больших количествах. Так как пемза - легкий и прочный строительный материал с низкой теплопроводностью, пемзовые блоки, связанные между собой серой, возможно, найдут широкое применение в лунном строительстве.
  • В результате недавних исследований лунной поверхности возникло сомнение в достоверности процессов вулканических извержений на Луне. Стало известно, что Луна кроме отраженного света испускает и собственное излучение. В 1965 г. в Пулковской обсерватории были получены фотографии, подтвердившие собственное излучение Луны. Вероятной причиной его может быть люминесценция лунных горных пород под действием мощного корпускулярного излучения Солнца.
  • Как известно, в период затмений Луна не получает от Солнца тепла. Американские ученые, фотографируя в инфракрасных лучах ход лунного затмения, обнаружили, что в кратере Тихо температура во время затмения была - 47°, т. е. почти на 100° выше температуры окружающей местности. Местность вокруг кратера, находящаяся в тени Земли, уже остыла до - 150° {на остывание достаточно нескольких десятков минут), а «горячие» области остывали очень медленно. Такими областями оказались кратеры с большими лучевыми системами: Тихо, Аристарх, Кеплер, Коперник, Прокл и другие.
  • Возможно, что наличие, «горячих» очагов на Луне связано с явлениям» лунной активности, т. е, с проявлением внутренней деятельности лунной коры. Однако в современную эпоху не установлено появления новых кратеров диаметром в один километр и более и не замечено вулканических образований типа куполов. Правда, в конце 1970 г. американские ученые сообщили, что им удалось наблюдать «гейзер на Луне». И хотя они не связывают это явление с вулканической деятельностью, все же, на наш взгляд, такую связь не следует исключать. Ведь известно, что в тех областях Земли, где есть вулканы, есть и действующие гейзеры.

    ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И ЛУНОТРЯСЕНИЯ

  • С незапамятных времен землетрясения приводят в ужас людей, нанося им неисчислимые потери. По данным ЮНЕСКО, около полутора миллионов раз в год наша планета содрогается от землетрясений. В течение последних ста лет от землетрясений погибло около миллиона человек. Землетрясение, случившееся в Японии 1 сентября 1923 г., стало национальным бедствием. Полностью были разрушены города Токио и Иокогама. Разбушевавшиеся в заливе Сагми волны высотой свыше 10 м обрушивались на берег, неся смерть и разрушение. Погибло около 100 тыс. человек, а раненых было еще больше. Около миллиона людей осталось без крова.
  • Можно ли предвидеть это грозное стихийное бедствие, в какой-то мере уменьшить его последствия? Пока еще этого сделать нельзя, так как очаги землетрясений, секреты этой «адской кухни», скрыты очень глубоко. Самые близкие из них находятся примерно в 10 км от поверхности Земли, а большая часть - на глубине 20 - 40 км. Считают, что землетрясения связаны в основном с продолжающимся процессом расслоения глубинного вещества, а поскольку оно происходит в недоступных человеку недрах планеты, установить его закономерности пока не удалось.
  • «Теоретические исследования развития Луны, - заявляет советский ученый Б. Ю. Левин, - приводят к выводу, что в ее недрах процесс глубинного расслоения вещества уже закончился. В таком случае Луна должна быть сейсмически более спокойной, чем Земля. Источниками лунотрясений должны быть внутренние напряжения, связанные с остыванием Луны, а также редкие удары крупных космических тел, беспрепятственно достигающих на огромной скорости поверхности Луны».
  • Специалист по сейсмологии В. Н. Жарков пишет: «До сих пор Луна исследовалась в основном как космическое тело, о внутреннем строении которого известно крайне мало. Теперь появилась реальная возможность доставлять на Луну автоматические сейсмографы - чуткие приборы, способные обнаружить лунотрясения».
  • Американские космонавты Армстронг и Олдрин впервые установили на Луне сейсмометр, положив начало лунной сейсмологии. По замыслу специалистов, он должен был помочь обнаружить сейсмическую активность Луны. Электропитание сейсмометра обеспечивала солнечная батарея. Ночью температуру прибора поддерживал радиоизотопный нагреватель. Прибор был рассчитан на выполнение пятнадцати команд, не считая команд на включение и выключение. Его установили примерно в 10 м от посадочной ступени лунной кабины. Данные о том, что прибор работает нормально, стали сразу же поступать на Землю. Через 400 тыс. км радиоволны донесли до нас отзвуки лунных событий. В первые дни работы сейсмометра на Луне зарегистрировано несколько значительных сотрясений почвы, вызванных обвалами, а одно из них, по мнению ученых, было пятиминутным лунотрясением, подтверждающим, что Луна не мертва. Можно полагать, что у Луны, как и у Земли, расплавленное ядро. Если это так, то картина происхождения Луны становится намного яснее.
  • Сейсмометры, оставленные на Луне экипажами кораблей «Аполлон-11», «Аполлон-12», «Аполлон-14» и «Аполлон-15», открыли совершенно новое, поразительное ее свойство. Выполнившая свое назначение лунная кабина «Аполлона-12» после того, как космонавты перебрались в основной отсек корабля, была сброшена на поверхность Луны. Этот, казалось бы, не очень сильный удар заставил Луну «трястись» или, если можно так сказать, «звенеть» почти 55 мин. Земля ответила бы на такой удар небольшим дрожанием, продолжающимся несколько минут. Лунный «резонас» можно объяснить тем, что недра Луны твердые - в них нет ни пустот, ни областей, заполненных чем-нибудь вязким. Советский ученый А. П. Виноградов считает, что Луна имеет оболочное строение, следовательно, ее недра неоднородны.
  • Примечательно, что, в отличие от первых колебаний земной поверхности во время землетрясения, первые колебания лунной поверхности слабы. Затем в течение 5 - 10 мин. они нарастают, а потом медленно, около часа, а иногда и 5 час., затухают. На астрономическом съезде в августе 1971 г. американские ученые сделали сообщение о том, что им удалось выявить лунотрясения иного характера. Эти лунотрясения отличались некоторыми деталями от ударных и повторялись в тот период, когда Луна была ближе всего к Земле, в перигее. В это время она как бы вздрагивала, «потрескивала». Очевидно, лунотрясения такого типа вызваны внутренними сдвигами, появляющимися в результате деформации лунного шара под действием сил земного тяготения.
  • По расчетам ученых, вследствие охлаждения и нагревания лунных недр на Луне в течение месяца может быть от десяти до ста достаточно крупных сотрясений. Лунотрясения могут вызываться и вулканической деятельностью, и падением крупных метеоритов. Как показывают расчеты, их в течение месяца падает на Луну от одного до шести. Они могут вызывать ощутимые сотрясения всех областей Луны. Поскольку лунный шар меньше нашей планеты, достаточно даже небольшого сотрясения, чтобы зарегистрировать eгo в любой точке поверхности Луны.
  • Первоочередной задачей сейсмических исследований на Луне будет, по-видимому, установление «скоростного» разреза Луны. По разности времени пробега прямых поверхностных волн и поверхностных волн, обежавших вокруг Луны, можно найти среднюю скорость этих волн вблизи поверхности Луны, измерить ее на глубине, определить, существует ли лунная кора. Сейсмические исследования помогут установить характер лунного ядра, узнать температуру центра Луны и изменение температуры Луны с глубиной. Изучение собственных колебаний Луны и рассеяния ею поверхностных волн позволит получить приближенный «скоростной» разрез Луны. А зная его, можно будет установить распределение плотности в лунном шаре, состав недр Луны, особенности ее строения. Все это, безусловно, очень ценно для понимания землетрясений. Новые данные о Луне позволят пролить свет на историю рождения и эволюцию нашей планеты, разгадать одну из ее сокровенных тайн.
  • Б. Ю. Левин считает, что расчленение Луны на сферы вполне вероятно, что Луна имеет железное ядро. Другой точки зрения придерживается геолог Б. В. Нейман. Он считает, что Луна состоит из основных (типа базальтов) и ультраосновных (каменистых) пород. Имея в виду, что средняя плотность Луны, однозначно рассчитываемая по законам небесной механики, равна 3,33 г/см3, Б. В. Нейман заключает, что плотность поверхностных слоев Луны и Земли в целом одинакова. Отсюда следует, что с глубиной плотность существенно расти не может, иначе мы не смогли бы в расчетах свести концы с концами. Значит, состав Луны на глубине примерно тот же, что и на поверхности, т. е. Луна в основном состоит из каменистого ультраосновного вещества, и очень сомнительно, чтобы она содержала ядро, тем более железное.
  • Проникнув в космос на сотни миллионов километров, человек углубился в недра своей родной планеты лишь на несколько тысяч метров. «Пути проникновения в глубины Земли так трудны, - говорит академик М. А. Садовский, - что более легким может оказаться способ получения сведений о ее строении из сопоставления свойств Земли с результатами наблюдения свойств иных тел Солнечной системы».

    ТАЙНА ПРОИСХОЖДЕНИЯ НЕФТИ

  • Среди многих земных загадок особое место занимает загадка происхождения нефти. Большинство геологов считает, что нефть органического происхождения, что она образовалась биогенным путем из остатков животных и растений. Сторонники этой гипотезы в качестве доказательства ссылаются на приуроченность подавляющего большинства залежей нефти к осадочным породам, а также на присутствие в рассеянном органическом веществе этих осадочных пород индивидуальных углеводородов, содержащихся и в нефти. Однако некоторые ученые придерживаются гипотезы Д. И. Менделеева о неорганическом происхождении нефти в результате реакций между углеродистым железом, находящимся в земле, и водой, просачивающейся с земной поверхности. Эти реакции происходят на большой глубине при высоких температурах и давлениях.
  • До последнего времени эта идея не встречала поддержки у геологов. Однако по мере увеличения глубины бурения обнаруживалось, что нефть встречается не только в осадочных, но и в кристаллических породах фундамента, подстилающего осадочные толщи, которые вовсе не содержат органическое вещество. Так, в Венесуэле из трещиноватых гранитов этого фундамента каждые сутки добывается свыше 10 тыс. т нефти!
  • Все чаще нефть находят в древнейших горных породах, образовавшихся тогда, когда органическая жизнь на Земле была в самом зачаточном состоянии и не могла предоставить достаточное количество вещества для образования нефти. Советские ученые-нефтяники И. О. Брода и Н. А. Еременко обнаружили признаки жидкой нефти в продуктах извержения некоторых вулканов Этны (Сицилия) и Кракатау (Малайский архипелаг). Еще более значительны нефтепроявления в продуктах извержения вулкана Толима в Андах и угасшего вулкана Эгмонт в Новой Зеландии. Есть вполне достоверные сведения о наличии природных газов нефтяного состава и даже битумов в магматических породах, в частности в нефелиновых сиенитах Хибинского массива на Кольском полуострове. Глубинное происхождение нефти подтверждается обилием ее проявлений в ряде районов Сибири, а также твердыми нефтяными битумами в вулканических трубках (жерлах), в большом числе обнаруживаемыми там.
  • Фактов в пользу абиогенной гипотезы происхождения нефти становится все больше. В 1968 г. нефть открыта в трещинах пород земной мантии на дне Индийского океана, а в 1969 г. советский ученый Н. Бескровный нашел нефть в горячих источниках вулкана Узон на Камчатке. В 1970 г. в многочисленных горячих, с температурой до 100°, источниках знаменитого Йеллоустонского парка (США), связанных с непрекратившейся поствулканической деятельностью, обнаружили нефть самого различного качества. В эруптивный канал вулкана, в котором давление во много раз превышает давление в прорванных осадочных породах, никаких флюидов последних проникнуть не может.
  • Поэтому ни на Узоне, ни в Йеллоустонском парке нефть не может быть генетически связана с органическим веществом, считает один из старейших геологов-нефтяников нашей страны Н. Кудрявцев. Точка зрения на нефть как на результат происходящих в недрах Земли реакций находит подтверждение в том, что нефтяные углеводороды сложного состава образуются в природе и в отсутствие органического вещества. Они, а в их числе и те, которые считались присущими только органическому веществу (фитан, пристан и др.), обнаружены в метеоритах, причем изотопный состав углерода в них тот же, что и в земной нефти.
  • Недавно сотрудники Института геологии Сибирского отделения АН СССР А. Гонцов и В. Молчанов опытным путем доказали, что находящиеся в грунтовых водах растворенные органические вещества неживотпого происхождения, соприкасаясь с окислами железа, насыщаются водородом, образуя составляющие нефти. Новосибирские исследователи смешивали воду и растворенные в ней органические вещества с тонкоизмельченным илом, в котором всегда есть достаточное количество железа. Окислы железа взаимодействовали с водой. Выделялся водород, который в соединении с органическими веществами образовывал нефтеподобные вещества. Опыт проводился в лаборатории при нормальной температуре и давлении. Если же учесть, какие значения приобретают температура и давление в толще Земли, станет ясно, что гипотеза минерального происхождения нефти получила этим экспериментом мощную поддержку.
  • Очевидно, что нефти органического происхождения на Луне быть не может, поскольку на ней нет атмосферы, а значит, не было и жизни, подобной земной. Если нефть в недрах Земли возникла еще на заре существования планеты, то вполне возможно, что основные ее запасы лежат на большой глубине от поверхности. А раз так, то используемые месторождения нефти составляют малую долю ее общих земных запасов. Поэтому надо будет сосредоточить основное внимание на разведке нефти в глубинных зонах нашей планеты. Безусловно, эта задача не из легких, ведь бурение глубинных скважин очень трудоемкое и дорогостоящее дело. И конечно, бурить где попало, вслепую не имеет никакого смысла. Если же на Луне будет найдена нефть, то возникнет настоятельная необходимость в организации работ по разведке нефти в глубинах земного шара.
  • Где же на Луне искать нефть? Прежде всего в тех районах, где наблюдался выход газов из глубинных зон. Это кратеры Альфонс и Аристарх. Предполагают, что и близ кратера Тихо в зонах глубинных разломов и в трещинах горные породы могут быть обогащены битумами. Возможно, на Луне выходы природного газа встречаются часто. А известно, что в непосредственной близости от газовых месторождений нередки залежи нефти.
  • Не так давно появилась гипотеза о том, что на одной из ранних стадий образования Луны мог происходить абиогенный, т. е. не связанный с жизнедеятельностью каких-либо организмов, синтез органических соединений различной степени сложности. Если гипотеза верна, то в глубинных слоях эти соединения могут сохраняться без изменения миллиарды лет.
  • Основу всех горючих ископаемых: нефти, угля, торфа, горючих сланцев и газов - составляет углерод. Легко доказать биогенное происхождение углерода угля и торфа; например под микроскопом хорошо различимы «свидетели прошлого» - споры, обрывки измененных тканей растений. В нефти до последнего времени не находили элементов живого вещества. Однако не так давно родились новые науки - палеобиогеохимия и молекулярная палеонтология. Палеобиогеохимики обнаружили в составе нефти ископаемые фрагменты весьма своеобразных биогенных молекулярных структур. Значит, нефть органического происхождения? Дать утвердительный ответ на этот вопрос пока еще не представляется возможным. Но нет сомнения, что изучение Луны и планет позволит раскрыть эту геологическую тайну.

    ЗАГАДОЧНЫЕ ЛУЧИ

  • Взгляните на карту видимой с Земли стороны Луны. Отыщите в ее южном полушарии, неподалеку от Моря Облаков, кратер Тихо. Он не только достаточно крупный (диаметр его около 80 км), но и самый привлекательный. Необычайное зрелище представляют его так называемые светлые лучи. Они напоминают сетку меридианов. Расходясь веером, они уходят на сотни и тысячи километров. Пересекая валы лунных кратеров, горные хребты и трещины, они не меняют своего направления и в то же время не искажают изображение лунного рельефа. При любой высоте Солнца над горизонтом лучи не дают теней.
  • Некоторые кратеры на Луне окружены ярко-светлыми пятнами. Так, вокруг кратера Коперник видно много светлых лучей неправильной формы, пересекающихся и образующих густую сеть. Кратер Кеплер окружает сплошная светлая область, из которой по всем направлениям выходят лучи. Они тоже тянутся на очень большие расстояния. Число лучистых кратеров на Луне, видных с Земли в полнолуние, доходит до трехсот.
  • Согласно одной из гипотез, эти лучи являются трещинами в лунной коре, заполненными выброшенной из зоны кратера лавой. Предполагают, что мощные тектонические процессы, приведшие к образованию кратеров, вызвали растрескивание лунной поверхности в радиальном направлении, а поднявшаяся затем из недр Луны светлая лава заполнила эти трещины. Поскольку она более пористая, чем остальные породы лунной поверхности, она больше отражает падающий на Луну солнечный свет и вследствие этого кажется светлой. Действительно, у «молодых» кратеров (Тихо, Кеплер, Коперник) веера светлых лучей самые большие.


    Край Луны и планета Земля (фотография).
  • По второй гипотезе, эти лучи образует вещество, выброшенное при извержении кратеров и насыпавшееся на ранее существовавший рельеф. А так как на Луне нет ни ветра, ни воды, ни других сил, непрерывно разрушающих рельеф, это вещество не размывается и не рассеивается, а спокойно лежит там, где осело.
  • Сторонники метеоритной гипотезы образования кратеров предполагают, что светлые лучи появились в результате падения на Луну пыли, взлетевшей вверх при взрывах метеоритов, ударявшихся о поверхность Луны. Они ссылаются на аналогичное явление, которое вызывается падением и разрывами авиационных бомб на земной поверхности.
  • Мы уже упоминали о том, что во время лунного затмения 1964 г. американские ученые обнаружили на Луне горячие очаги. Вполне возможно, что между загадочными светлыми лучами, светлыми областями вокруг некоторых кратеров и горячими очагами, как правило расположенными в этих местах, есть причинная связь. Но какая? Если бы наши глаза были чувствительны не только к видимым, но и к инфракрасным лучам, то в телескоп во время затмений можно было бы наблюдать своеобразное зрелище. На сером фоне темного, не освещаемого Солнцем диска Луны ярко светились бы горячие точки и теплые области. Конечно, горячие и теплые относительно: всего лишь градусов на сорок теплее окружающего ландшафта.

    ЗЕМНОЕ ДИНАМО

  • Человеку давно известно свойство магнитной стрелки располагаться благодаря магнитному полю Земли в направлении с севера на юг. Когда-то изобретенный китайцами компас позволил мореплавателям совершать рейсы вдали от родных берегов. По компасу вели свои каравеллы Колумб и Магеллан. С компасом в руках уверенно шагают по Земле путешественники. Магнитный компас продолжает служить верным средством ориентировки на суше, на море и в воздухе. Им пользуются геологи и геодезисты, моряки и летчики, географы, геофизики и многие другие специалисты.
  • Магнитное поле Земли оказывает существенное влияние на ряд физических явлений, происходящих в атмосфере Земли, на ее поверхности и в глубине земного шара. От состояния магнитного поля зависят характер и интенсивность космического излучения, сконцентрированного в радиационных поясах Земли, устойчивость проводной связи и радиосвязи, возникновение электрических токов в глубинных зонах земного шара. Во время сильных возмущений магнитного поля Земли, так называемых магнитных бурь, порождаемых взрывами на Солнце, в течение многих часов невозможно не только осуществлять надежную радио- и телеграфно-телефонную связь, но и точно вести морские и воздушные корабли, особенно в полярных районах. Чтобы предсказывать, как будут проходить радиоволны различных частот в том или ином районе Земли, надо знать природу магнитного поля, закономерности наступлений магнитных бурь и характер влияния их на работу радиотехнических и других средств. Однако многие проблемы, связанные с земным магнетизмом, пока остаются невыясненными.
  • Существует несколько гипотез, более или менее удовлетворительно объясняющих загадку земного магнетизма. Одна из них связывает явление магнетизма с вращением Земли вокруг своей оси, с тем, что в глубине планеты, в ее жидком ядре, на границе с ее оболочкой (мантией) возникают мощные электрические токи, которые и порождают магнитное поле.
  • Вероятнее объяснить магнетизм, утверждают другие, крупными магнитными аномалиями, расположенными в недрах нашей планеты, в основном в пределах ее коры. Эти аномалии, подобно обычному постоянному магниту, и образуют магнитное поле.
  • А не может ли оно возникать из-за присутствия в верхних слоях атмосферы электрических токов? - задают вопрос третьи.
  • «Наиболее близкой к истине, - считает специалист по магнетизму лауреат Ленинской премии Ш. Долгинов, - является гипотеза, связывающая магнитное поле с циркуляцией обычных токов внутри Земли. Примером служат магнитные поля солнечных пятен и звезд. Носителями этих полей могут быть, очевидно, только электрические токи, возникающие в результате магнитогидродинамической циркуляции вещества».
  • Есть ли в Земле условия для образования и поддержания электрических токов? Анализ скоростей распространения продольных и поперечных сейсмических колебаний во время искусственных и естественных землетрясений позволил представить общую картину внутреннего строения земного шара. Предполагают, что твердая оболочка Земли простирается до глубины примерно 3 тыс. км. Ниже этой границы, вплоть до глубины около 5 тыс. км. располагается ядро, вещество которого, имея весьма высокую температуру, находится в жидком состоянии. При всей неопределенности представлений о химическом составе ядра, большинство геофизиков разделяет мнение, что оно обладает электропроводностью. В земном ядре и на границе между ним и земной оболочкой есть условия для генерация и поддержания электрических токов. Они порождаются резкой разностью температур, приводящей к непрерывному конвекционному перемещению вещества.
  • Считают, что в процессе циркуляции вещества в жидком проводящем ядре Земли из-за силовых линий некогда существовавшего слабого магнитного поля возникают электрические токи, усиливающие его так же, как в динамо-машине. Эта теория названа динамо-теорией или теорией механизма земного динамо. Но динамо-теорию нельзя считать завершенной. Для возбуждения токов в земном ядре необходимо значительное магнитное поле, природа которого остается неизвестной. Проводимость ядра должна быть очень высокой, а так ли это на самом деле, неясно. «Динамо-машина» Земли должна быть самоподдерживающейся системой, она обязана самостоятельно преодолевать тормозящие силы, неизбежно возникающие при индукции. Оболочка земного ядра и земная кора, занимающие 80% объема земного шара, исключаются из рассмотрения динамо-теории, геологические особенности ею тоже не рассматриваются. Подобные неясности и недоговоренности значительно обесценивают динамо-теорию.
  • Гипотезы, объясняющие природу магнитных явлений, свидетельствуют о том, насколько сложна эта проблема. В поисках ответа на вопрос о природе магнетизма ученые обратились к Луне. Космические аппараты, посланные к ней, помогли установить, что у нее нет заметного магнитного поля и вблизи нее нет поясов радиации, состоящих из заряженных частиц, подобных тем, которые есть у Земли. Выяснено, что земное магнитное поле простирается не на 30 - 60 тыс. км, как считалось ранее, а по крайней мере на 100 тыс. км.
  • Измерения, проведенные с помощью искусственных спутников «Луна-10», «Луна-11» и «Луна-12» и американских станций «Лунар орбитер», позволили уточнить данные, полученные «Луной-2», Было выявлено слабое, однородное и регулярное магнитное поле Луны напряженностью 17 - 35 гамм, тогда как напряженность магнитного поля Земли 0,5 эрстеда. Правда, пока трудно судить, собственное ли это поле Луны или магнитное поле солнечного происхождения. А может быть, это «хвост» магнитосферы Земли? Ведь станции находились на окололунной орбите и в то время, когда Луна проходила через магнитный шлейф Земли - область магнитных силовых линий, отбрасываемых на ночную сторону Земли «солнечным ветром».
  • Отсутствие поясов радиации вокруг Луны указывает на то, что Луна не обладает заметным магнитным полем. А если это так, то внутренняя структура Луны должна существенно отличаться от внутренней структуры Земли, поскольку магнитное поле Земли генерируется электрическими токами, циркулирующими в ее жидком ядре. На основании этого ученые делают вывод, что наш естественный спутник не имеет жидкого ядра. Результаты исследования Луны с помощью космических аппаратов свидетельствуют в пользу гипотезы «земного динамо».
  • Кровь человека чрезвычайно чувствительна к воздействиям электрических и магнитных полей. Медики обнаружили, что в периоды магнитных бурь увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний, повышается смертность, ухудшается состояние гипертоников. Известно, что под воздействием даже слабого магнитного поля вода меняет свои физико-химические свойства - величину поверхностного натяжения, вязкость, электропроводность. Эти изменения сохраняются в течение нескольких дней. Человеческий организм почти на две трети состоит из обыкновенной воды, поэтому не удивительно влияние магнитного поля на живые клетки. А они играют в биологии такую же важную роль, как атомы в физике. Биофизики установили интересные, зависимости между магнитными и электрическими свойствами и циклами деления клетки.
  • В условиях отсутствия магнитного поля на Луне можно было бы провести тщательные исследования живого организма, которые имели бы немаловажное значение не только для улучшения жизнедеятельности животного и растительного мира Земли, но и для решения ряда вопросов, связанных с пребыванием земной фауны и флоры на других небесных телах.
  • Интересно узнать, обладала ли Луна магнитным полем в прошлом. Это можно выяснить только при исследовании магнитных свойств ее горных пород: подобно земным, они должны были «запомнить» это поле в форме остаточного намагничивания.
  • Изучая причины земного магнетизма, ученые обращаются не только к Луне, но и к соседним планетам. Тщательные исследования ближайших соседей Земли - Марса и Венеры - помогут разрешить эту очень сложную, но исключительно важную проблему. Как известно, советские автоматические станции серии «Венера», достигшие поверхности Венеры, и американская космическая станция «Маринер-2», пролетевшая на расстоянии 35 тыс. км от поверхности Венеры, не обнаружили у нее магнитного поля. Сопоставляя этот результат с данными экспериментов по исследованию магнитного поля Луны, очень важно отметить, что оба этих небесных тела имеют весьма медленное угловое вращение по сравнению с Землей. Магнитометр и счетчик радиации, установленные на американской межпланетной станции «Маринер-4», запущенной в направлении планеты Марс, показали, что магнитное поле Марса ничтожно (во всяком случае, в 10 раз слабее магнитного поля Земли) и что вокруг Марса нет пояса радиации, аналогичного земному.
  • Уточнение величины возможных, хотя бы и слабых, магнитных полей Венеры и Луны, а также магнитного поля Марса, имеющего равный с Землей период осевого вращения, особенно неотложная задача. Исследования эти позволят более точно прогнозировать процессы, происходящие в радиационных поясах небесного тела, в частности определять, где находятся максимумы радиации, а также изучать интенсивность воздействия заряженных частиц в этих поясах на живой организм. Они станут важным средством выяснения как физического состояния и внутренних процессов, происходящих в недрах нашей планеты, так и физики верхних слоев атмосферы и прилегающего к ней космического пространства.
  • Все это позволит более точно прогнозировать состояние магнитного поля Земли и тем самым полностью или частично избегать тех моментов его влияния, которые неблагоприятно сказываются на здоровье людей, обеспечить полную безопасность полета космонавтов как вблизи Земли, так и в другие миры. Зная, каким магнитным полем обладает то или иное небесное тело, можно будет определить условия существования космонавтов вблизи него и на нем. Пользуясь Луной и планетами как своеобразными моделями, можно будет получить достоверные сведения о природе земного магнетизма и обо всех его связях с окружающим нашу Землю воздушным и космическим океанами.

    ЦЕПОЧКИ КРАТЕРОВ И ЦИРКОВ

  • Характерную особенность рельефа видимого полушария Луны, как мы уже говорили, составляют многочисленные кольцеобразные горы, именуемые цирками, кратерами и кратерочками. Советский астроном Н. Н. Сытинская так определяет эти лунные образования. Цирк - это кольцевой горный хребет (называемый валом цирка), окружающий совершенно плоскую гладкую равнину (которая называется дном цирка). Если в центре круглой низменности (дна), опоясанной хребтом-валом, возвышается остроконечный пик, именуемый центральной горкой, - это кратер. Иногда центральная горка состоит из нескольких вершин. Кратерочек - это маленькое углубление диаметром от нескольких километров до сотни метров с вогнутым дном, без вала или с очень низким пологим валом.
  • С тех пор как люди, наблюдавшие Луну в телескоп, впервые увидели подобные образования, прошло более трех с половиной столетий, но и по сей день не решен вопрос о причинах, их породивших.
  • На фотографиях обратной стороны Луны, сделанных летом 1965 г. советской автоматической станцией «Зонд-3», хорошо просматриваются многочисленные цепочки небольших кратеров протяженностью в сотни километров. На карте видимой стороны Луны также обнаруживаются подобные образования. Из центра лунного диска в южном направлении протянулась цепочка кратеров и цирков: Птолемей, Альфонс, Арзахель, Табит, Пурбах, Региомонтан, Вольтер. Они значительно больше аналогичных образований на невидимой стороне Луны. В цирке Клавий, находящемся южнее перечисленных образований, можно увидеть цепочку из шести кратеров, опоясывающих полукругом дно основного кратера, Характерно, что размеры этих кратеров уменьшаются к концу цепочки, Надо полагать, что они возникли в результате вулканической деятельности. Ведь трудно представить, чтобы метеориты могли лечь точно по прямой линии или по дуге окружности. В качестве доказательства вулканического происхождения таких образований можно привести в пример Курильские вулканы, которые расположены по дуге окружности. Возможно, такая закономерность характерна и для Луны и для Земли.
  • Современная наука различает пять специфических форм лунного рельефа: моря, кольцевые горы, горные цепи, трещины, лучевые системы.
  • М о р я - это области лунной поверхности, более низкие относительно ее среднего уровня. Они занимают около трети площади видимой с Земли стороны Луны. На невидимой стороне обнаружены лишь два аналогичных образования - Море Москвы и Море Мечты.
  • К о л ь ц е в ы е г о р ы (цирки и кратеры) составляют характерную особенность лунного пейзажа. Они имеют форму замкнутых колец, отлогих снаружи и круто обрывающихся внутри. Дно кольца лежит ниже окружающей его поверхности, в центре его обычно возвышается горка, которая всегда ниже вала. Из числа больших кольцевых гор (цирков), расположенных на видимой стороне Луны, у тридцати семи диаметры превышают 100 км. Наибольший из цирков - Клавий имеет диаметр 230 км, высота его вала достигает 1600 м.
  • Г о р н ы е ц е п и располагаются преимущественно в северной части видимого полушария Луны по берегам «морей». У них относительно высокие вершины, возвышающиеся на 9 км над средним уровнем лунной поверхности.
  • Л у н н ы е т р е щ и н ы представляют собой очень узкие и глубокие борозды, которые, не меняя направления, тянутся на сотни километров..
  • Л у ч е в ы е с и с т е м ы образуются из световых узких полос, радиально расходящихся от некоторых кратеров и простирающихся на сотни километров. Наиболее значительную лучевую систему имеет кратер Тихо.

    ПЫЛЕВЫЕ СПУТНИКИ

  • Сравнительно недавно французская газета «Комба» опубликовала заметку, в которой сообщалось, что американские ученые Уэлси Симпсон и Рей Миллер из обсерватории «Локсли» в горах Санта-Крус открыли два естественных спутника Земли. Ученые наблюдали за ними в течение двух лет. Оба спутника двигались по лунной орбите, причем один из них опережал Луну на 60°, а другой на столько же градусов отставал от нее.
  • «Как полагают, - писала газета, - каждый из этих спутников представляет собой огромное скопление космических осколков. Диаметры спутников в несколько раз превышают диаметр Луны. Что же касается размеров осколков, из которых состоят спутники, то они колеблются от нескольких микрон до величины большой скалы».
  • Следует заметить, что еще в 1961 - 1962 гг. польский астроном Казимир Кордылевский сообщил об обнаружении им трех пылевых спутников Земли. Открытие это не было случайностью. Когда-то Лагранж решил так называемую ограниченную задачу трех тел. Он рассмотрел случай движения тела с незначительной массой под влиянием двух других гораздо более массивных тел. Принимая все орбиты круговыми, великий математик сделал вывод, что существуют такие точки, на которых третье тело будет устойчиво сохранять свое положение в системе.
  • Что это значит? Допустим, что на орбите Юпитера (а у него пылевые спутники обнаружены раньше, чем у любой другой планеты) находятся пылевые частицы. Под влиянием притяжения Юпитера и Солнца они должны скопиться в точках равновесия, в так называемых гравитационных ловушках. Так и есть: некоторые малые планеты - астероиды движущейся вокруг Солнца планеты Юпитер объединены именно в две группы.
  • При рассмотрении пылевых спутников Земли мы имеем аналогичную картину. Но обнаружить пылевые облака на орбите Луны долго не удавалось, так как с Земли их можно наблюдать лишь тогда, когда они находятся вблизи противосолнечной точки, которая не должна быть расположена около Млечного Пути. Такие наблюдения возможны только в безлунную ночь. Столь удобная ситуация складывается исключительно редко.
  • Астрономы Витковский и Кордылевский вели поиски естественных спутников Земли в течение многих лет. Им удалось сделать первые снимки пылевых облаков, иными словами, пылевых спутников. Данные американских астрономов - еще одно очень важное подтверждение факта существования таких необычных естественных спутников Земли. Эти спутники, как и Луна, имеют фазы - меняют блеск в зависимости от расположения относительно Солнца. Фазы их соответствуют фазам Луны, но запаздывают или опережают их на пять дней. Диаметр каждого пылевого облака-спутника, вероятно, не меньше диаметра Земли. Но пылевые облака чрезвычайно разрежены: на кубический километр приходится всего одна пылинка. Наблюдения Кордылевского не позволили обнаружить в облаках объекты ярче двенадцатой звездной величины, а значит, в облаке нет тел с поперечником более 20 м. Суммарная масса облака сравнительно невелика - около 20 тыс. т.
  • В декабре 1966 г. Кордылевский сообщил о новом открытии, сделанном экспедицией польских ученых в Африке. Ею установлено, что значительная доля свечения зодиакального света приходится на плоскость лунной орбиты. Таким образом, Земля окружена кольцом метеорного материала, подобным кольцу Сатурна.
  • Надо полагать, что наблюдение за пылевыми спутниками Земли и за кольцом метеорного материала непосредственно с Луны позволит получить новые данные об этих небесных образованиях.

    ТАИНСТВЕННЫЕ КРАТЕРЫ

  • В отдельных местах лунной поверхности хотя и редко, но совершаются заметные изменения. В отрогах лунных Апеннин, на скалистом южном «берегу» Моря Дождей расположен кратер Эратосфен. Его диаметр 60 км. Астрономы заметили, что, как только первые лучи Солнца озаряют его дно, в кратере начинаются поразительные изменения. В центре его возникает темное пятно, которое непрерывно расширяется. К середине лунного дня оно достигает максимальной величины, а затем начинает уменьшаться. Впечатление такое, словно полчища каких-то насекомых, вроде муравьев, выползают из его глубины и движутся вслед за солнечными лучами. Именно так пытался объяснить это явление американский астроном В. Пикеринг. По предположению других, это - развитие скудной, но и то же время очень стойкой лунной растительности - мхов и лишайников, приспособившихся к трудным лунным условиям.
  • Советские астрономы считают, что эти пятна не могут быть тенями каких-либо незаметных объектов. Астроном Н. П. Барабашев объясняет это явление осаждением и испарением инея, закрывающего более темную лунную поверхность. Выдвигается и такое предположение: дно кратера Эратосфен состоит из пород, претерпевающих какие-то физические изменения под влиянием резких колебаний температуры.
  • Можно предполагать, что в последние столетия значительные изменения претерпел небольшой кратер Линней, расположенный в средней части Моря Ясности. В 1866 г. этот кратер совершенно исчез. Во всяком случае, теперь на его месте отверстие диаметром всего около 2 км.
  • Удивительные изменения произошли и с кратерами-близнецами Мессье. Раньше астрономы единодушно утверждали, что кратеры эти не зря носят имя близнецов: они одинаковы по размерам и глубине. Однако последние наблюдения показали, что восточный кратер Мессье как будто меньше западного. Да и форма у них разная.
  • На Луне наблюдались и другие довольно странные и загадочные изменения. Объяснить их смогут лишь тщательные исследования лунного мира.

    «СЛЕЗЫ» СЕЛЕНЫ

  • «Нет никакого сомнения в том, что на поверхности Земли лежат миллионы тонн вещества, некогда принадлежавшего Луне, - заявил один из сотрудников Американского центра межпланетных исследований имени Годдарда. - Чтобы получить пробы лунных минералов, нам вовсе не надо посылать экспедицию на наш спутник. Осколки Луны в достаточном количестве лежат у нашего порога».
  • Речь идет о стекловидных минералах, известных науке под названием «тектиты» (греческое слово «тектос» переводится как «оплавленный»). Эти стекловидные тела, очень чистые и просвечивающиеся, имеют темно-зеленую окраску и напоминают осколки хорошо отшлифованного бутылочного стекла. Тектиты состоят в основном из двуокиси кремния (70 - 80%). Изучение тектитов показало их необычность. Это стекло, но стекло, отличающееся чрезвычайной однородностью, свойственной его лучшим образцам. Размерами большинство образований не превышает грецкий орех, а формой напоминает яйцо, грушу и т. п. Их находят во многих местах земного шара. Как правило, они разбросаны на площадях в виде эллипсов рассеяния с осями от нескольких сот до нескольких тысяч километров, причем лежат они либо на поверхности Земли, либо на небольшой глубине. Но где бы тектиты ни обнаруживали, всегда оказывалось, что у них нет ничего общего с минералогическим составом данной местности.
  • Почти два столетия высказываются самые разнообразные предположения о происхождении тектитов. Одни исследователи считали их горными породами, которые оказались оплавленными при лесных пожарах или ударах молний, другие видели в них разновидность метеоритов, третьи - продукт извержения земных вулканов. Некоторые даже утверждали, что это стекло, созданное доисторическими людьми. Но все гипотезы теряли под собой почву, как только заходила речь о том, что ни одна из известных горных пород не подвергалась такому высокотемпературному воздействию, как тектиты. И действительно, характерная форма и структура тектитов свидетельствуют, что они образовались при высокотемпературном или достаточно продолжительном нагреве исходного вещества.
  • В настоящее время большинство ученых полагает,что природа тектитов связана с космосом. Но и здесь мнения расходятся. Одни считают тектиты особым стеклянным классом метеоритов, другие - продуктом вулканических извержений на Луне, третьи допускают, что материал, из которого состоят тектиты, был некогда выброшен с Луны при ударах крупных метеоритов о ее поверхность. Последнюю гипотезу многие ученые готовы считать наиболее близкой к истине.
  • Нет ничего невероятного в падении с Луны осколков ее поверхностных пород на Землю, утверждает выдающийся советский геохимик академик А. П. Вернадский. Во время взрывов при падении метеоритов или во время вулканических процессов с Луны могут выбрасываться обломки пород, скорость которых выше второй космической в слабом гравитационном поле. Этот обломочный материал, отойдя от Луны, может быть захвачен полем тяготения Земли.
  • Известно, что средняя скорость метеоритов, падающих на безатмосферную Луну, близка к 20 км/сек. При ударе о Луну вся огромная энергия их движения мгновенно превращается в теплоту, и происходит взрыв. При этом не только сам метеорит, но и грунт вокруг него превращается в пар. Камни кипят и образуют шлакообразную массу. Расчеты показывают, что при ударе метеорита о поверхность Луны обломки лунной породы, выбитые им, могут приобрести скорость до 5 км/сек. А так как Луна вследствие меньшей своей массы имеет и меньшее притяжение, чем Земля, то эти оплавленные осколки могут легко покинуть Луну. Безусловно, что большая нх часть, оказавшись вне сферы лунного притяжения, движется по орбитам вокруг Солнца, а меньшая превращается в спутники Земли. Некоторые из них, пробив атмосферу нашей планеты, достигают ее поверхности. Двигаясь в межпланетном пространстве, расплавленные минералы остывают, а пересекая атмосферу Земли, снова накаляются до температуры плавления. Упав на Землю, они снова охлаждаются.
  • Итак, тектиты дважды сильно нагреваются и дважды охлаждаются. Это согласуется с экспериментами, которые показали, что вещество их дважды переходило через точку плавления. «Весьма любопытно, что тектиты дают такую же толщину радиоизлучающего слоя, как и вещество Луны. Не свидетельствует ли это в пользу широко распространенной гипотезы об их лунном происхождении?» - говорит член-корреспондент АН СССР В. С. Троицкий.
  • «Если гипотеза лунного происхождения тектитов справедлива, - утверждает советский специалист по исследованию тектитов Г. Г. Воробьев, - то это позволяет сделать весьма важные заключения. Во-первых, удельный вес тектитов (2,8 г/см3) дает основание считать, что Луна, как и Земля, имеет относительно легкую и тонкую кору, под которой находится тяжелое ядро. Это означает, что Луна тоже когда-то была горячей жидкой массой, так как только в жидких массах возможно всплывание на поверхность веществ, из которых и образуется легкая кора. Правда, возможен и другой процесс разделения смеси твердых веществ - без расплавления. А в 1956 г. академик А. П. Виноградов выдвинул гипотезу, что тепло, рожденное радиоактивным распадом в недрах Земли, «выгнало» из толщи планеты вещества, составляющие кору земного шара.
  • Во-вторых, все тектиты имеют одинаковый химический состав, близкий к составу земной коры, поэтому можно предположить, что лунная и земная кора состоят примерно из одних и тех же минералов. И если Луна не является частью Земли, то, следовательно, они образовались одновременно из одного и того же материала, одним и тем же путем. Нет сомнения в том, что всесторонние исследования Луны позволят окончательно решить интересную и важную в наш космический век проблему происхождения тектитов».

    ЛУННЫЕ МАСКОНЫ

  • Термин «лунные масконы» появился сравнительно недавно. До запуска искусственных спутников Луны такого понятия вообще не было. А сейчас оно существует, и за ним скрывается одна из интереснейших загадок нашего ночного светила.
  • Как известно, искусственные спутники Земли движутся не по идеальным круговым или эллиптическим орбитам, а отклоняются от них то вверх, то вниз. Причина тому - неравномерное распределение масс в коре земного шара. Там, где более плотные, а стало быть, и более тяжелые массы, спутник сильнее притягивается, и вследствие этого высота его полета уменьшается, и наоборот, где массы менее плотные, а стало быть, и более легкие, там спутник притягивается с меньшей силой, и высота его полета увеличивается.
  • Наблюдения за движением искусственных спутников Луны показали, что, пролетая над районами больших круговых «морей», они несколько приближались к лунной поверхности благодаря положительным аномалиям силы тяжести. Сконцентрированные под поверхностью лунных «морей» тяжелые породы и были названы масконами, что в переводе сокращенно означает «концентрация массы».
  • Для ученых такие явления не были сюрпризом. Однако, встретившись с ними на Луне, они не смогли однозначно объяснить их причину. Появились разные гипотезы. Рассмотрим некоторые из них.
  • Американские ученые Мюллер, Сьерген и Юри считает, что аномалии связаны с железо-никелиевыми планетозималиями - остатками космических тел, упавших на Луну и «заглубившихся» в лунные «моря». Однако нет никаких оснований для того, чтобы принять столь искусственную гипотезу, говорит советский ученый П. Кропоткин. Придется предположить, что эти планетозималии двигались с очень малыми скоростями (а это не доказано и маловероятно), иначе они бы взорвались и распылились. С другой стороны, обычно рядом с положительными аномалиями лунного гравитационного поля наблюдаются и отрицательные. И если быть последовательным, то надо полагать, что рядом с железо-никелиевыми метеоритами Луну «бомбардировали» какие-то легкие, например ледяные, метеориты, что совершенно неправдоподобно.
  • Более естественно другое предположение: Море Дождей, Море Влажности, Море Ясности, Море Кризисов и другие округлые впадины, характеризующиеся положительными аномалиями силы тяжести, образовались за счет внутренних, а не внешних процессов. По мнению советского ученого, масконы имеют ту же природу, что и земные аномалии гравитационного поля. Анализ состава пород, доставленных с Луны, показывает, что эти породы являются продуктами «зонной плавки», которая протекала в недрах Луны. При этом отделилась более легкая фракция и образовала лунную кору. Толщина ее в отдельных участках лунных «континентов», по-видимому, доходит до 50 - 60 км. В лунных же «морях» кора более тонкая - толщиной примерно километров в 10, а местами только в 1 - 2 км. Под корой Луны должно быть почти такое же вещество, как и под корой Земли, приблизительно соответствующее составу каменных метеоритов или составу земных ультраосновных пород.
  • На Земле аномалии наблюдаются там, где кора тонка и тяжелые подкорковые породы подходят ближе к поверхности. Такие аномалии силы тяжести известны, скажем, в Индонезии, в одном из глубоких морей - море Банда. Большие аномалии такого же типа известны во впадине к северу от острова Крит в Средиземном море. Гравитационным полем эти впадины во многом похожи на впадины лунных «морей». Установлено, что нарушения гравитационного равновесия на Земле связаны с тектонической активностью, т. е. с теми процессами, которые поднимают горные хребты, формируют горные складки и т. д. Большие нарушения этого равновесия всегда наблюдаются только в тектонически активных зонах, скажем, в районе Дальнего Востока, где тянутся Курильские и Японские острова, в районе озера Байкал, у южного побережья Крыма и т. п.
  • Можно думать, что на Луне гравитационная неуравновешенность, как и на Земле, связана с тектоническими процессами. Ведь на поверхности Луны наблюдаются как древние, так и молодые кратеры. Это значит, что у Луны очень большой возраст и что в разные эпохи на ней протекали бурные геологические процессы. Такой точки зрения на природу лунных масконов придерживается и американский ученый Д. Гилварри. Он считает, что базальты, пройдя через стадию расплавления, потеряли большую часть своих летучих веществ, тогда как континентальное вещество, имея низкую температуру (под поверхностью Луны она равна - 30°), полностью их сохранило.
  • Другой американский ученый - Р. Болдуин утверждает, что масконы образовались в результате застывания лавы, изверженной из лунных недр при ударах крупных космических тел о поверхность Луны. Плотность застывшей лавы более высокая, чем плотность окружающих ее пород.
  • Вулканическая деятельность Луны доказана спектральными наблюдениями истечения газов из центральной части кратера Альфонс 3 ноября 1958 г., проведенными советским ученым Н. А. Козыревым. 23 октября 1959 г. американские ученые также обнаружили вулканические извержения на Луне. Во время полета к Луне американского космического корабля «Аполлон-10» более 150 обсерваторий мира следило за состоянием лунной поверхности. За шесть суток астрономы неоднократно наблюдали активность кратера Аристарх, а временами и красное пятно в кратере Биэла и светлые образования около кратера Росс Д. Сами космонавты заметили несомненные признаки недавней вулканической деятельности на Луне, а на ночной ее стороне в некоторых кратерах наблюдали свечение особого рода.
  • Очевидно, вулканическая деятельность на Луне существует, и, видимо. Луна - не умерший мир. Вероятно, она живет сложной внутренней жизнью, что приводит к специфическому распределению ее масс, которые вызывают деформацию орбиты ее спутников.
  • Несмотря на то что масконы открыли совсем недавно, в гипотезах, как всегда, недостатка нет. Раскрытие этой новой тайны лунного мира представляется крайне интересным и нужным. При посадке космических аппаратов на поверхность Луны надо точно рассчитать траекторию снижения космического аппарата и строго ее выдержать. Решить эти задачи без знания гравитационного поля Луны чрезвычайно сложно. Поэтому необходимо не только исследовать его, но и изучать причины возникновения масконов.

    ЕСТЬ ЛИ НА ЛУНЕ ВОДА?

  • В одной из статей ежегодника «Наука и человечество» сказано о Луне: «Согласно космогонической теории О. Ю. Шмидта, наш спутник образовался путем накопления твердых космических частиц при температуре всего в несколько сот градусов выше абсолютного нуля. Если это так, то первоначально в общей массе лунного вещества должно было бы быть равномерно распределено около 11300000 миллиардов тонн воды. Впоследствии разогревание недр Луны, вызванное ядерными процессами, «высушивало» ее ядро. Высвобождающаяся вода должна была постепенно подниматься к поверхности. Подобный ход рассуждений заставляет многих советских и зарубежных ученых предположить, что наружная кора Луны содержит много воды, скажем, в виде подповерхностных ледников. Не исключено, что передвижение воды под поверхностью Луны сыграло какую-то роль в формировании ее рельефа. Например, лунные «купола», происхождение которых пока еще не объяснено, очень напоминают часто встречающиеся в Сибири и в Северной Америке гидролакколиты - бугры, появляющиеся из-за образования подземных наледей. Вполне возможно, что недавно открытые образования поверхности Луны и есть гидролакколиты. Небольшие понижения в вершинах этих куполов, вероятно, представляют собой воронки гейзеров».
  • Некоторые исследователи считают, что при низкой теплопроводности лунных пород в ее недрах должна быть вечная мерзлота. Эта гипотеза основана на том, что температура поверхностных слоев твердой оболочки Луны на глубинах от одного метра до нескольких километров из-за малой теплопроводности лунного вещества остается постоянной и меньшей 0°. Этот факт допускает возможность существования слоя вечной мерзлоты или ледяных линз. Водяные пары, возникавшие в процессе дегидратации недр при их разогреве, проникнув по трещинам в верхние горизонты твердой оболочки, могли охлаждаться и замерзать. Поэтому такие формы лунного рельефа, как трещины и купола, считаются образованиями мерзлотного происхождения. Правда, предположения о мерзлотных явлениях входят в противоречие с данными радиоастрономических наблюдений, которые показывают, что недра Луны горячие. И все же в тех районах лунного шара, где даже в дневное время температура не поднимается выше 0°, внутри кольцевых гор и в трещинах вода может сохраниться в виде льда даже в условиях глубокого лунного вакуума.
  • К сожалению, непосредственно с Земли нельзя исследовать кратеры, расположенные на окраинах лунного диска. Это можно сделать только со спутника Луны. Однако если бы мы даже и заглянули в кратеры и трещины, то ничего бы в них не увидели. Ведь лед может сохраняться там, куда никогда не заглядывает Солнце, а тени на Луне совершенно черные и в тени ничего не видно.
  • Г. Юри считает, что в прошлом Луна была покрыта слоем воды. К такому выводу он пришел, анализируя фотографии, полученные с американских спутников Луны. Г. Юри предполагает, что в недрах Луны содержится вода. Если метеорит пробивает верхний защитный слой, то на Луне возникает фонтан. Потом вода струится по поверхности, пока не испарится в космическое пространство. Ученый утверждает, что из кратера Крюгер постоянно течет лунная река. В теплой зоне кратера плавится лед, который и питает эту необычную реку. Вокруг ее русла должна существовать атмосфера. Давление лунного «воздуха» составляет не менее 4,6 мм рт. ст. В прошлом лунные моря, заявляет Г. Юри, были заполнены водой, которая сейчас замерзла или испарилась.
  • Комментируя сказанное, академик Г. И. Петров говорит: «Я хочу подчеркнуть, что наличие молекулярной воды на Луне будет иметь очень большое значение. Если вода там есть, то нам будет значительно легче использовать в будущем Луну. По крайней мере, туда не нужно будет возить воду. Но вероятнее всего - опять-таки я сужу по той информации, которая получена с лунных станций,- на поверхности естественного спутника Земли воды нет. А что касается глубинных слоев, то здесь легко говорить и «да» и «нет», потому что наука пока не располагает данными о том, что происходит в лунных недрах...»
  • Академик В. И. Вернадский писал в «Очерках геохимии»: «Мы не знаем в природе ни одного твердого тела, которое бы в своем составе не заключало воды». Многие ученые высказывают предположения о возможности получения воды из различных горных пород как метеоритного, так и вулканического происхождения. Вероятно, со временем удастся обнаружить пласты вулканического стекла, например обсидиана или серпентина. По весу первый содержит приблизительно 5%, а второй - до 10% воды.
  • Английский ученый Сэлсбюри, основываясь на наблюдениях советского ученого Н. А. Козырева, который в спектре газа, выделившегося из лунного кратера, нашел вещество с двумя атомами углерода в молекуле, высказал мысль, что этим веществом мог быть ацетилен, образовавшийся при воздействии воды на карбид кальция. Среди лунных минералов, вероятно, много и таких, какие есть на Земле: силикаты, магнезиты и т. п. А они, как известно, содержат в себе до 10% кристаллизационной воды, т. е. воды, вкрапленной в них. В земных условиях, чтобы извлечь ее, минерал нагревают до температуры приблизительно 600°. Если на Луне будут найдены такие минералы, можно будет при сравнительно небольшой затрате энергии из каждой сотни тонн минералов добывать более 10 т воды.
  • Вода может быть получена и из аналогов углистых хондритов, если они окажутся на Луне. Углистые хондриты хотя и редки среди метеоритов, но зато содержат до 10% воды. Опыты по извлечению химически связанной воды из базальта и других горных пород показали, что в данном случае может быть выделено до 30% водяного пара от их веса.
  • Исследования лунных пород, доставленных на Землю американскими космонавтами и советской автоматической станцией «Луна-16», показали, что в них не обнаружено ни свободной, ни химически связанной воды.
  • Правда, один из компонентов воды - кислород - ученые уже выделили из образцов лунного грунта. Для этого грунт в глубоком вакууме нагревался до температуры, превышающей +1000°. По расчетам специалистов, в 20 кг лунной породы содержится такое количество кислорода, которого достаточно для дыхания одного космонавта в течение суток.
  • Учитывая это, в США разработали специальную систему получения кислорода, в которой за исходный материал берется ильменит, содержащийся в лунных породах. Технологическая схема получения кислорода такова: исходный материал нагревается до +600 - 1300°. Затем в установку подается водород, который вступает в реакцию с содержащимся в ильмените кислородом, образуя водяной пар. Чистый кислород получают методом электролитического разложения пара. Для получения воды пар охлаждают. Выход воды при обработке 45 кг ильменита составляет 450 г. Источником тепла в такой установке служат солнечные лучи, фокусируемые специальными линзами.
  • В октябре 1971 г, американские ученые доктор Фримен и доктор Хилл сделали сенсационное сообщение. Они заявили, что детекторы ионов, установленные в ноябре 1969 г. в Океане Бурь и в районе кратера Фра Мауро, 7 марта 1971 г. зарегистрировали всплеск. Фримен и Хилл считают его выбросом ионов воды. По их мнению, облако паров распространилось на площади 250 км2. Обнаружение облака по времени совпало с регистрацией небольших сейсмических колебаний сейсмометрами, установленными рядом с детекторами ионов. Ученые полагают, что показания детекторов на Луне соответствуют тем, что получены в лабораторных условиях при экспериментах по регистрации паров воды. Фримен считает, что выброс паров происходил из трещин, возникших в результате сейсмических колебаний. Он не связывает выброс с вулканической деятельностью, иначе детектор ионов зарегистрировал бы и другие изверженные газы. На основании полученных данных высказывается предположение о наличии воды в подповерхностном слое лунного покрова.

    ПРИЗНАКИ ЖИЗНИ

  • 12 июня 1780 г. великий астроном Вильям Гершель писал королевскому астроному Невилю Маскелайну: «Что касается меня, то, если бы мне пришлось выбирать, жить ли на Земле или на Луне, я, не колеблясь ни одной минуты, выбрал бы Луну...»
  • Современный же ученый профессор Манчестерского университета Зденек Копал утверждает: «В частности, нам известно, что на Луне мы не встретимся с жизнью ни в какой форме». Безусловно, если бы Гершель знал условия, господствующие па Луне, хотя бы настолько, насколько они известны нам, он вряд ли бы высказался столь категорично. Высокоорганизованная жизнь в формах, имеющихся сейчас на нашей планете, на Луне отсутствует. Однако трудно себе представить, что на Луне нет даже низших форм жизни - крупинок живого, типа вирусов или простейших микроорганизмов.
  • Сейчас науке известны две основные формы жизни: жизнь в активном и жизнь в скрытом состоянии. В первом случае живые организмы усваивают пищу, передвигаются, размножаются. В состоянии скрытой жизни - криптобиоза - обычно находятся споры бактерий, семена растений, яйца ряда беспозвоночных животных. Криптобиоз, в отличие от анабиоза - временной приостановки жизнедеятельности, - дает возможность переносить неблагоприятные условия - крайне высокие или очень низкие температуры, отсутствие воздуха и других необходимых для жизнедеятельности условий.
  • Обычно, касаясь вопроса существования жизни на том или ином небесном теле, начинают анализировать условия, господствующие на нем, и на основании этого доказывать, возможна или невозможна там жизнь. Конечно, этот путь, как говорится, не заказан никому, но ошибки здесь неизбежны.
  • «Решение проблемы жизни во Вселенной заключается далеко не только в том, чтобы представить себе, могут или не могут живые существа обитать на данном небесном теле при царящих на нем сейчас условиях, а, скорее, в том, чтобы установить, могла ли на этом теле в процессе его эволюции возникать и развиваться та сложная форма движения материн, которую мы называем жизнью, - справедливо замечает академик А. И. Опарин. - Любое небесное тело и, в частности, любая планета эволюционирует в течение своего существования, и те условия, которые мы находим сейчас на ней, отнюдь не вечны. На определенном этапе существования планеты на ней могли создаваться условия, благоприятные для возникновения жизни, которая затем развивалась, постепенно приспосабливаясь к изменяющимся условиям».
  • Считают, что много миллионов лет назад Земля была такой же безжизненной, как Луна сегодня, но, благодаря сложной химической эволюции углеродсодержащих соединений, на ней появились первые, самые примитивные формы живых организмов. Поэтому для выяснения проблемы происхождения жизни на Земле чрезвычайно важно установить природу добиологических типов лунных органических соединений.
  • В прошлом Луна могла обладать первичной восстановительной атмосферой. Не исключено, что на ней была даже жидкая вода. В то время на ней могли образоваться сложные органические соединения. Трудно сказать, оказались ли они способны, эволюционируя, дать начало какой-то специфически лунной жизни. Некоторые ученые высказывают предположения, что, по аналогии с Землей, на Луне могли возникнуть примитивные живые существа, которые затем ушли в глубину лунного шара, где колебания температуры сравнительно невелики и где в том или ином виде сохраняется вода. Такой вывод подтверждается серьезными соображениями.
  • Все живое, как известно, обладает изумительной приспособляемостью. При эволюционном ухудшении внешних условий организм может выработать средства, которые приведут его в соответствие с окружающей средой. Убедительное доказательство - необычная быстрота приспособляемости микроорганизмов к изменяющимся внешним условиям жизни даже в тех случаях, когда изменения носят кардинальный характер. Микроорганизмы очень быстро размножаются. А чем быстрее происходит смена поколений, тем больше вероятность возникновения таких биологических форм, которые лучше прежних отвечают изменившимся условиям внешней среды. Частая смена поколений обеспечивает и быстрое закрепление у потомства новых признаков. Можно указать на появление пенициллиноустойчивых форм микробов, вызванное широким применением антибиотиков.
  • В отходах атомного реактора в Лос-Аламосе (США), в котором интенсивность облучения в две тысячи раз превышала смертельную для человека дозу, обнаружены живущие и размножающиеся микроорганизмы. Французские физики нашли целую колонию бактерий, поселившихся в самом, казалось бы, неподходящем месте - около одного из атомных реакторов, в зоне чрезвычайно интенсивной радиации. Исследования подтверждают, что приспособляемость микроорганизмов исключительно велика. Некоторые из них могут вынести и леденящий холод межпланетного пространства, и действие губительной радиации, и чрезвычайно высокие температуры.
  • Мы знаем, что на Луне условия не настолько жесткие, чтобы к ним никогда не смогли приспособиться микроорганизмы. На Земле встречаются простейшие микроорганизмы, не боящиеся, например, такой температуры, при которой высшие существа - животные и растения - перегреваются и погибают. В камчатских гейзерах при температуре +92° живут и размножаются микробы. Многие микроорганизмы, «законсервированные» в виде спор, не погибают и при температуре +100 - 120°. Есть и такие бактерии, которые обходятся без кислорода, без органических веществ, без солнечного света. Они способны жить в состоянии криптобиоза, при весьма низких температурах. Значит, возможность приспособления микроорганизмов к условиям Луны в принципе не исключена. В пользу этого свидетельствует ряд фактов.
  • Во-первых, в некоторых районах лунного мира суточная температура колеблется в значительно меньшем диапазоне, чем в тех, над которыми Солнце находится в зените. Так, если, например, в центральных частях диска полной Луны температура равна +134°, то в середине между центром и краем диска +122°, а на расстоянии 0,75 градуса от центра +67°. Температура ночной стороны Луны составляет около - 150°,
  • Во-вторых, как мы уже говорили, на Луне может быть вода. А раз так, то вполне вероятно, что на дне глубочайших трещин в некоторых кратерах Луны теплится своеобразная жизнь. Признавая это предположение маловероятным, мы все же не имеем права отвергать его совсем.
  • Советский ученый-микробиолог Н. Д. Иерусалимский считает, что обнаруженная Н. А. Козыревым вулканическая деятельность на Луне свидетельствует о том, что Луна полностью еще не остыла. Вполне вероятно, что под ее трещиноватой губчатого строения поверхностью может удерживаться сравнительно ровная температура.
  • Можно предполагать, что в недрах Луны есть вода, а также кислород, образующийся благодаря химическому восстановлению углекислоты - газа вулканического происхождения. Не исключено, что на Луне существуют наиболее примитивные живые организмы.
  • Все крупные географические открытия сопровождались распространением по Земле опасных микробов, возбудителей таких болезней, как холера, чума, желтая лихорадка. Человечество не раз расплачивалось миллионами жизней за незнание микробиологической обстановки осваиваемых районов земного шара. И если микробы могли быть занесены путешественниками из Индии в Европу или из Африки в Америку, то при межпланетных перелетах они с таким же успехом могут быть занесены с любого небесного тела на Землю. Поэтому если на другом небесном теле будут обнаружены живые организмы, то перед тем, как отправить их на Землю, надо провести их тщательное медико-биологическое и химико-бактериологическое обследование. Для этого, вероятно, придется искусственно воспроизвести на небесном теле земную жизненную обстановку и изучить влияние специфических земных факторов на жизнедеятельность живых существ, эвакуируемых на Землю.
  • Биологические исследования доставленных на Землю образцов лунного грунта показали, что они не содержат каких-либо бактерий и токсических веществ, опасных для людей. Здесь «нет никаких свидетельств бактериального или какого-либо другого развития, - заявил доктор Уильям Кеммерер. - Попросту говоря, мы не нашли жизни на Луне. Поиски ископаемых, которые могли бы послужить доказательством существования жизни в более ранние периоды развития Луны, также завершились ничем». Однако лишь дальнейшие тщательные исследования лунного мира позволят получить окончательный ответ на вопрос о жизни на Луне.

    Не наступит ли такое время, когда люди, обнаружив на Луне какие-либо ценные полезные ископаемые, сочтут необходимым доставлять их на Землю? Правда, пока еще рано говорить о кризисе земной энергетики. Ведь мы до сих пор не знаем, что хранится на больших глубинах нашей планеты. Надо хорошо изучить Землю, ее недра, чтобы получить окончательное представление о наших материальных ресурсах.

  • «...Сегодня кому-нибудь покажется маловероятным, что можно будет перевозить грузы с других планет, - говорит президент Академии наук СССР М. В. Келдыш. - Но разве в эпоху, когда техника мореплавания стояла на уровне пироги и плота, люди могли представить себе регулярное сообщение и современный грузооборот между различными материками?» Вероятно, с развитием космических исследований человек приступит к использованию богатств других миров. Правда, доставлять на Землю полезные ископаемые в их естественном состоянии будет, по-видимому, нецелесообразно. Не исключена возможность превращения минерального сырья небесных тел в удобные для транспортировки виды.
  • Наш вечный спутник пока лишь научный объект, Скоро он станет служить, людям в качестве научной базы. Не исключено, что настанет такое время, когда землянам придется прибегнуть к использованию лунных недр.
    далее

    назад