Наука на Луне

Антон Первушин
Антон Первушин

20 июля 1969 года на лунную поверхность впервые ступили двое землян — астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин из экипажа космического корабля «Аполлон-11». За ними последовали еще шесть экспедиций к Луне, пять из которых тоже прошли успешно. Триумф величайшего технического достижения и мощнейший геополитический резонанс затмили научное значение программы «Аполлон», и сегодня мало кто способен вспомнить, какие новые знания дало нам непосредственное изучение Луны.

Карта Луны с указанием мест высадок шести экспедиций программы «Аполлон» (NASA, S72-32719)
Карта Луны с указанием мест высадок шести экспедиций программы «Аполлон» (NASA, S72−32 719)

На заре космической эры селенологи благодаря астрономическим наблюдениям могли уверенно утверждать: на Луне нет атмосферы, водных ресурсов и каких-либо развитых форм жизни. Вероятно, она внутренне однородна и тектонически мертва. Однако не было ясности, можно ли распространить результаты наблюдений на обратную сторону Луны, ведь среди прочего обсуждалась гипотеза существования там глубочайших впадин, где вполне могли сохраниться «остатки древней атмосферы» и условия для появления жизни. Вопрос был прояснен в октябре 1959 года, когда советская станция «Луна-3» передала изображения обратной стороны: хотя рельеф поверхности там отличается (больше горных районов, меньше заметных кратеров и «морей»), каких-то аномалий, указывающих на места возможного обитания инопланетян, не обнаружили.

В то же самое время было поставлено под сомнение утверждение об отсутствии тектонической активности на Луне. Астрофизик Николай Козырев, проводивший наблюдения с помощью спектрографа Харьковской обсерватории, 3 ноября 1958 года зафиксировал мощное вулканическое извержение в лунном кратере Альфонс, что добавило аргументов сторонникам теории эндогенной природы лунного рельефа1.

Еще более неожиданное открытие было сделано с помощью американского космического аппарата «Лунар орбитер — 5», запущенного 1 августа 1967 года и выведенного на околополярную селеноцентрическую орбиту. Во время его движения над круглыми «морями» были замечены регулярные «всплески» в величинах ускорений аппарата, связанные с усилением гравитационного поля. Самая значительная аномалия была выявлена над Морем Дождей. Ученые предположили, что там имеются избыточные массы, которые получили название масконы (от mass concentrations). Вначале селенологи были озадачены аномалиями, однако вскоре появилась гипотеза, что под круглыми «морями» находятся остатки гигантских железо-никелевых метео­ритов или больших планетезималей, состоявших из пыли протопланетного диска2.

Впрочем, наиболее популярной темой для дискуссий оставалась существенная разница в средней плотности Луны и Земли (3,3 г/см3 против 5,5 г/см3), вычисленная в XIX веке. Если оба тела сложены из похожих пород, то чем объяснить разницу? Может быть, внутри Луны имеются обширные полости? Но как они сформировались? В попытках ответить на эти вопросы были сформулированы три тео­рии происхождения Луны3.

Теория отрыва утверждала, что юная Протоземля очень быстро вращалась, совершая полный оборот за четыре часа. Из-за резонанса, вызванного совпадением частоты собственных колебаний нашей планеты с частотой солнечных приливов, высота последних росла до тех пор, пока один из приливных горбов не оторвался, превратившись затем в естественный спутник. Поскольку на орбите оказался только верхний фрагмент Протоземли, то Луна лишена металлического ядра, а ее средняя плотность соответствует земной мантии. Местом отрыва Луны, вероятно, является бассейн Тихого океана. Предложенная теория на некоторое время стала общепризнанной. Однако позднее расчетами было показано, что даже столь быстрого вращения недостаточно для отрыва от Протоземли сколько-нибудь значимой массы. Кроме того, теория не объясняла, откуда у формирующейся планеты возник высокий момент импульса и куда он потом делся.

На смену прежней пришла теория захвата. Согласно ей, Луна сформировалась отдельно от нашей планеты где-то в Солнечной системе (например, в главном поясе астероидов), а затем была притянута гравитацией в момент взаимного сближения. В изначальном варианте теория не объясняла, как произошло рассеивание кинетической энергии при захвате, и сторонникам приходилось вводить новые допущения: Протолуна вращалась в другую сторону, ее орбита имела высокий эксцентриситет и т. п. Нобелевский лауреат Гарольд Юри предположил, что существовало несколько протолун на близком расстоянии от Протоземли; в какой-то момент они столкнулись, потеряв кинетическую энергию и образовав единое тело. Сторонники теории понимали, что такое событие уникально, поэтому маловероятно. Требовалось материальное подтверждение в виде лунного грунта: если бы его анализ показал, что Луна моложе Земли, а в составе преобладают вещества, характерные для пояса астероидов, то теорию можно было бы объявить реалистичной.

Параллельно развивалась теория «двойной планеты», гласящая, что Земля и ее спутник сформировались путем аккреции из протопланетного облака на общей селеноцентрической орбите поблизости друг от друга. Главная проблема теории заключалась в том, что без введения множества допущений она не объясняла, почему именно наша планета стала «двойной», а близкие по размеру Венера и Марс — нет, и почему Луна имеет аномально низкую плотность.

Среди селенологов не было единства и по другим вопросам — возраста Луны и деталей ее поверхности, эндогенного или экзогенного происхождения ее рельефа, состава и структуры ее недр и т. п. Космические аппараты серий «Луна» и «Сервейор» (Surveyor), сумевшие прилуниться, развеяли лишь сомнения в том, что там можно совершить нормальную посадку, но не давали надежных свидетельств в пользу какой-либо из перечисленных теорий. С определенного момента стало ясно, что без экспедиции с участием астронавтов невозможно разрешить ни один из многолетних споров.

В течение четырех лет состоялось девять пилотируемых полетов к Луне: «Аполлон-8» (21.12.1968−27.12.1968), «Аполлон-10» (18.05.1969−26.05.1969), «Аполлон-11» (16.07.1969−24.07.1969), «Аполлон-12» (14.11.1969−24.11.1969), «Аполлон-13» (11.04.1970−17.04.1970), «Аполлон-14» (31.01.1971−09.02.1971), «Аполлон-15» (26.07.1971−07.08.1971), «Аполлон-16» (16.04.1972−27.04.1972) и «Аполлон-17» (07.12.1972−19.12.1972). Первые два полета были испытательными и прошли без высадки на лунную поверхность. Экспедиция «Аполлона-13» не смогла реализовать программу миссии из-за аварии на борту корабля. В итоге на Луне побывали только двенадцать астронавтов, которые опускались туда внутри лунных модулей (Lunar Module, LM), оставляя командно-служебный модуль (Command and Service Module, CSM) корабля с одним членом экипажа на селеноцентрической орбите. После выполнения программы экспедиции астронавты стартовали во взлетной кабине, стыковались с командно-служебным модулем, а кабину сбрасывали, направляя ее в сторону Луны. С каждым новым полетом время работы на поверхности увеличивалось (для сравнения: командир «Аполлона-11» Нил Армстронг работал вне модуля 2 часа 21 минуту, а командир «Аполлона-17» Юджин Сернан оставался снаружи в общей сложности 22 часа 2 минуты)4.

Первые значимые открытия были сделаны еще при осуществлении экспедиции «Аполлона-11». 20 июля 1969 года астронавты Нил Армстронг и Эдвин Олдрин совершили посадку в модуле «Орёл» (Eagle) на площадку в юго-западной части Моря Спокойствия. Осмотр места прилунения подтвердил сведения, полученные беспилотными аппаратами: поверхность однозначно твердая и покрыта пластом рыхлой обломочной породы, названной реголитом и образовавшейся в результате эрозионных экзогенных процессов (под метеоритной бомбардировкой в условиях вакуума, жесткого солнечного облучения и значительных перепадов температур). Грунт усыпан довольно крупными обломками, которые, вероятно, выброшены из кратеров. Внутри кратеров Армстронг разглядел россыпи стеклянных «капель», которые озадачили селенологов. Позднее при лабораторном анализе в лунных образцах было обнаружено множество подобных «капель» — скорее всего, они образуются при испарении и осаждении лунного вещества при ударе метеорита5.

Во время вылазки астронавты использовали стереокамеру, которая устанавливалась вертикально и позволяла заснять «девственную» поверхность с очень близкого расстояния. На некоторых снимках запечатлена необычная деталь: пятна тонкого слоя «глазури» на частицах грунта. Астрофизик Томас Голд предположил, что сравнительно недавно (не позднее 100 тыс. лет назад) Луна подверглась внезапному нагреву в результате мощнейшей солнечной вспышки, при которой на полторы минуты радиация возросла на два порядка6.

Хотя работа вне «Орла» была кратковременной, астронавты успели собрать образцы пород и установить комплект научных приборов EASEP (Early Apollo Surface Experiments Package), включавший уголковый отражатель LRRR (Laser Ranging Retroreflector), сейсмическую станцию PSEP (Passive Seismic Experiment Package) и ловушку солнечного ветра SWC (Solar Wind Composition).

Уголковый лазерный отражатель LRRR экспедиции «Аполлон-11»; справа от него — стереокамера для детального изучения структуры лунного грунта (NASA, AS11-40-5952)
Уголковый лазерный отражатель LRRR экспедиции «Аполлон-11»; справа от него — стереокамера для детального изучения структуры лунного грунта (NASA, AS11−40−5952)

Отражатель LRRR представлял собой панель из ста небольших кварцевых уголковых призм размером 3,8 см; он создавался для уточнения селенографических и геодинамических данных. 1 августа 1969 года Ликская астрономическая обсерватория в Калифорнии отыскала его лазерным лучом и получила уверенный ответный сигнал.

Станция PSEP, питаемая солнечными батареями, состояла из четырех сейсмометров. Ее чувствительность была такова, что после включения PSEP «заметила» шаги астронавтов. К сожалению, станция проработала всего три недели, но успела зафиксировать несколько лунотрясений.

Ловушка SWC выглядела как лист сверхчистой алюминиевой фольги размером 30×140 см, закрепленный на вертикальном телескопическом штыре. Смысл эксперимента состоял в том, чтобы исследовать молекулярную структуру солнечного «ветра» через определение изотопного состава гелия, неона и аргона. В лаборатории лист, доставленный с Луны, поместили в вакуумную камеру, где нагрели до частичного расплавления, — содержание выделившихся газов изучалось с помощью масс-спектрометра7.

Наибольший интерес селенологов вызвали образцы лунного грунта. Хотя они были собраны впопыхах, первичный анализ позволил сделать вывод: поверхностные породы Моря Спокойствия схожи с земными базальтами, а их возраст составляет не менее 3,3 млрд лет. Вместе с данными сейсмометра эти сведения поставили под сомнение теорию захвата Луны и свидетельствовали в пользу теории «двойной планеты». Получалось, что Луна не могла сформироваться где-то вдали от современной орбиты и остается тектонически активной8.

При этом ученые не обнаружили каких-либо следов воздействия воды и водосодержащих минералов. Не подтвердилась и гипотеза о наличии микроорганики на Луне. Чтобы не допустить взаимного биологического «заражения», специалисты стерилизовали космические аппараты, а экипажи после возвращения проходили строгий карантин. Меры предосторожности оказались лишними: исследование грунта на наличие органики показало, что ее содержание в среднем не превышает десяти частей на миллион, а такое количество объясняется загрязнением образцов внутри космического корабля9.

Одной из важнейших задач полета «Аполлона-12» было прилунение поблизости от космического аппарата «Сервейор-3», который с апреля 1967 года находился на территории Океана Бурь (Oceanus Procellarum). Посадка модуля «Неустрашимый» (Intrepid) состоялась 19 ноября 1969 года. Выполняя работы на поверхности, астронавты Чарлз Конрад и Алан Бин заметили, что ноги при ходьбе глубоко погружаются в грунт, а пробоотборник удалось ввести на полную длину — около 70 см (для сравнения: у экипажа «Аполлона-11» не получилось взять пробы глубже 15 см). Кроме того, образцы, доставленные на Землю, оказались намного моложе — средний возраст кристаллических пород составил 2,3 млрд лет10.

Астронавт Чарлз Конрад осматривает исследовательский космический аппарат «Серевейор-3» (NASA, AS12-48-7134)
Астронавт Чарлз Конрад осматривает исследовательский космический аппарат «Серевейор-3» (NASA, AS12−48−7134)

В ходе первой вылазки астронавты развернули ловушку солнечного ветра SWC (Solar Wind Composition) и полноценную научную станцию ALSEP № 1 (Apollo Lunar Surface Experiments Package). Центральный блок станции включал коммуникационное оборудование, кабели и радиоизотопный генератор SNAP-27 с плутониевым элементом. Рядом астронавты установили сейсмометр PSE (Passive Seismic Experiment), магнитометр LSM (Lunar Surface Magnetometer), спектрометр для изучения солнечного ветра SWS (Solar Wind Spectrometer), детектор лунной пыли LDD (Lunar Dust Detector) и супратермальный детектор лунной ионосферы SIDE (Suprathermal Ion Detector Experiment). Во время второй вылазки Конрад и Бин подобрались к аппарату «Сервейор-3» — ученых интересовало, как космос повлиял на оборудование и материалы. Поскольку скафандры затрудняли действия, астронавтам удалось снять только телекамеру, кусок кабеля, участок алюминиевой трубки и ковш-захват.

Научная станция ALSEP № 1, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-12 (NASA, AS12-47-6918)
Научная станция ALSEP № 1, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-12 (NASA, AS12−47−6918)

Однако главный сюрприз преподнес эксперимент с сейсмометром PSE. После старта с Луны и перехода в командно-служебный модуль «Аполлона-12» астронавты отделили взлетную кабину и направили ее вниз. Она упала на расстоянии 72 км от места посадки «Неустрашимого». Ученые ожидали, что сейсмические колебания, вызванные падением кабины, затихнут быстро, но реверберация (остаточное звучание после выключения источника звука) продолжалась 55 минут! На пресс-конференции селенологи сравнили феномен с «гулом церковного колокола», что тут же возродило разговоры о существовании полостей под лунной поверхностью11.

В апреле 1970 года состоялся полет корабля «Аполлон-13». Из-за аварии высадку пришлось отменить, а научная станция ALSEP № 2 была потеряна. Всё же свой вклад в селенологию экспедиция внесла: третья ступень ракеты «Сатурн-5» массой 13 т была направлена к Луне и 15 апреля врезалась в нее на территории кратера Лансберг (Lansberg) На этот раз реверберация длилась четыре часа, что исключило возможность ошибки измерения.

Астронавт Алан Шепард на поверхности Луны 6 февраля 1971 года (NASA, AS14-68-9405)
Астронавт Алан Шепард на поверхности Луны 6 февраля 1971 года (NASA, AS14−68−9405)

Модуль «Антарес» (Antares) космического корабля «Аполлон-14» с астронавтами Аланом Шепардом и Эдгаром Митчеллом прилунился 5 февраля 1971 года в 50 км к северу от кратера Фра Мáуро (Fra Mauro). Приборный состав станции ALSEP № 3, развернутой новой экспедицией, в основном повторял станцию «Аполлона-12», но с дополнительным оборудованием: уголковым отражателем LRRR, детектором низкоэнергетических заряженных частиц CPLEE (Charged Particle Lunar Environment Experiment) и установкой для проведения активного сейсмического эксперимента ASE (Active Seismic Experiment). Селенологи предполагали найти там древние глубинные породы, выброшенные при столкновениях Луны с крупными космическими телами. Образцы действительно отличались от всего ранее исследованного: они легко крошились, содержали редкие минералы и были богаты полевым шпатом. Обнаруженные в их составе базальты имели почтенный возраст — от 4,0 до 4,3 млрд лет12.

Научная станция ALSEP № 3, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-14» (NASA, AS14-67-9376)
Научная станция ALSEP № 3, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-14» (NASA, AS14−67−9376)

Экспедиция «Аполлона-15» открыла новый этап: специалисты за счет модернизации увеличили грузоподъемность ракеты-носителя «Сатурн-5», что позволило доставить на Луну четырехколесный ровер LRV (Lunar Roving Vehicle), способный удаляться от места высадки на 9 км. Как и в ходе прошлых полетов, третья ступень ракеты была направлена в сторону Луны и врезалась в нее, породив многочасовую реверберацию.

30 июля 1971 года модуль «Сокол» (Falcon) с астронавтами Дэвидом Скоттом и Джеймсом Ирвином на борту совершил посадку в районе Хэдли-Апеннины (Hadley-Apennine). Там фронт горного массива Апеннины возвышается на 3,6 км над Морем Дождей, и селенологи рассчитывали найти материалы времен образования этого бассейна в результате столкновения с планетезималью.

Астронавт Джеймс Ирвин рядом с лунным ровером LRV-1 31 июля 1971 года (NASA, AS15-86-11603)
Астронавт Джеймс Ирвин рядом с лунным ровером LRV-1 31 июля 1971 года (NASA, AS15−86−11 603)

Сначала астронавты испытали ровер, а после возвращения к «Соколу» развернули ALSEP № 4. По составу она походила на станцию «Аполлона-14», только оборудование активного сейсмического эксперимента ASE ученые заменили на прибор для измерения теплового потока из лунных недр HFE (Heat Flow Experiment). Кроме того, вместо стандартного отражателя LRRR был установлен увеличенный — из 300 кварцевых призм. Впоследствии за счет своего размера он стал наиболее востребованным (для сравнения: до 2000 года включительно с отражателем «Аполлона-11» был проведено 1384 эксперимента, «Аполлона-14» — 1380, «Аполлона-15» — 10 923)13. С его помощью удалось не только установить, что Луна удаляется от нашей планеты со скоростью 38 мм в год, но и уточнить существующие модели приливного взаимодействия, определить величину дрейфа земных континентов и получить косвенные данные в пользу гипотезы существования лунного ядра.

Для измерения теплового потока в рамках эксперимента HFE астронавтам пришлось просверлить две скважины для зондов. В идеале они должны были дойти до глубины 3 м, однако через 2 м электробур уперся в скальное основание. Как выяснилось в процессе эксперимента, в лунных недрах нет условий для превращения тепла в энергию тектонических сдвигов. Селенологи пришли к выводу, что зарегистрированные сейсмометрами природные лунотрясения связаны либо с падением метеоритов, либо с приливным воздействием Земли, либо с возникновением термоупругих напряжений из-за перепадов температур.

Во время второй и третьей вылазок астронавты занимались осмотром окрестностей и сбором образцов. Среди прочего, они отобрали для лабораторных исследований образец № 15 415 массой 269 г, который является фрагментом ранней лунной коры возрастом 4,15 млрд лет. Его назвали Камнем Творения (Genesis Rock)14.

Камень Творения (образец № 15415), доставленный на Землю экспедицией «Аполлона-15» (NASA, S71-42951)
Камень Творения (образец № 15 415), доставленный на Землю экспедицией «Аполлона-15» (NASA, S71−42 951)

Другим крупным достижением экспедиции «Аполлона-15» стала доставка керна длиной 2,7 м, состоящего из 55 слоев. Его анализ помог воссоздать древнюю историю Луны и Земли. Например, получила подтверждение гипотеза английского астронома Уильяма Маккри, который полагал, что наша планета периодически проходит через облако космической пыли, вызывающее глобальное похолодание. В керне наблюдаются три повторяющихся слоя пыли с интервалами в 100 млн лет, предсказанными Маккри15.

Установка на Луне трех станций с пассивными сейсмометрами дала ученым возможность определять методом триангуляции местоположение источников лунотрясений. Попутно была раскрыта тайна ревербераций — оказалось, что «гул церковного колокола» возникает в поверхностном слое толщиной 1−2 км, который состоит из рыхлого и сухого материала. Похожий эффект проявился бы в скоплении земного галечника при взрыве гранаты, но на Луне реверберация продолжается значительно дольше за счет меньшей силы тяготения16.

Несмотря на множество открытий, ученые всё же имели смутное представление о том, как формировалась Луна. К примеру, не доставало ясности в вопросе о том, была ли она горячей или холодной. Если она была достаточно горячей, то расплавилась бы целиком, поэтому более тяжелые материалы, в том числе железо, сосредоточились бы в центральной части. В таком случае железо находилось бы и по сей день в расплавленном состоянии и создавало бы сильное магнитное поле, чего не наблюдается. С другой стороны, если бы Луна оставалась холодной на протяжении всей своей истории, то тяжелые материалы не опустились бы в ее недра, и следовательно, на ней не может быть даже остаточного магнетизма.

Новая экспедиция должна была прояснить этот вопрос. 21 апреля модуль «Орион» (Orion) корабля «Аполлон-16» с Джоном Янгом и Чарлзом Дьюком прилунился на плоскогорье севернее кратера Декарт (Descartes). Астронавты развернули станцию ALSEP № 5; при этом Дьюк пробурил скважины: две глубиной по 2,5 м для термозондов эксперимента HFE и одну глубиной 2,7 м — для извлечения керна.

Научная станция ALSEP № 5, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-16» (NASA, AS16-113-18347)
Научная станция ALSEP № 5, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-16» (NASA, AS16−113−18 347)
Астронавт Джон Янг рядом с приборами станции ALSEP № 5 на лунной поверхности 21 апреля 1972 года (NASA, AS16-114-18388)
Астронавт Джон Янг рядом с приборами станции ALSEP № 5 на лунной поверхности 21 апреля 1972 года (NASA, AS16−114−18 388)

Феноменальный результат был получен при измерении магнитного поля. Для этого использовались два прибора: стационарный LSM (Lunar Surface Magnetometer) и переносной LPM (Lunar Portable Magnetometer), который астронавты возили с собой на ровере и разворачивали на специальной треноге в местах измерений. На маршруте длиной 7 км напряженность поля изменялась от 121 до 313 гамм. Причем в разных местах были обнаружены признаки существования магнитных полей противоположных полюсов: получается, что там, как и на Земле, остывание смежных участков коры происходило в разные геологические периоды. Таким образом, было доказано, что в древности на Луне существовало достаточно сильное магнитное поле17.

Модуль «Челленджер» (Challenger) корабля «Аполлон-17» совершил посадку 11 декабря 1972 года поблизости от гор Тавр (Montes Taurus) на юго-восточном краю Моря Ясности. Прежде всего астронавты Юджин Сернан и Харрисон Шмитт развернули модернизированную станцию ALSEP № 6. Но куда большее внимание привлек сбор образцов, ведь Шмитт был первым профессиональным геологом на Луне. И ему повезло. Например, астронавты мимоходом откололи кусок от невзрачного на вид валуна, а в лаборатории выяснилось, что «случайный» образец (№ 72 417) состоит из чистого оливина (дунита) возрастом 4,5 млрд лет. Еще большее волнение специалистов вызвал участок оранжевого грунта, который Шмитт заметил у кратера Шорти (Shorty). Необычный цвет мог указывать на наличие воды под поверхностью или на недавнюю вулканическую активность. Увы, исследования оранжевого грунта показали, что он состоит из шариков цветного стекла невулканического происхождения, — вероятно, он образовался в результате падения скоростного метеорита или прорыва так называемого «огненного фонтана»18.

Научная станция ALSEP № 6, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-17» (NASA, AS17-134-20500)
Научная станция ALSEP № 6, доставленная и развернутая на поверхности Луны экипажем «Аполлона-17» (NASA, AS17−134−20 500)
Астронавт-геолог Харрисон Шмитт на лунной поверхности 13 декабря 1972 года (NASA, AS17-134-20382)
Астронавт-геолог Харрисон Шмитт на лунной поверхности 13 декабря 1972 года (NASA, AS17−134−20 382)
Самый древний лунный камень возрастом 4,5 млрд лет, фрагмент которого доставлен на Землю экспедицией «Аполлона-17» (NASA, AS17-137-20963)
Самый древний лунный камень возрастом 4,5 млрд лет, фрагмент которого доставлен на Землю экспедицией «Аполлона-17» (NASA, AS17−137−20 963)
Участок с оранжевым грунтом, обнаруженный астронавтами «Аполлона-17» во время вылазки 12 декабря 1972 года (NASA, AS17-137-20990)
Участок с оранжевым грунтом, обнаруженный астронавтами «Аполлона-17» во время вылазки 12 декабря 1972 года (NASA, AS17−137−20 990)

В 1975 году астронавт Харрисон Шмитт, подводя промежуточный итог научной программе «Аполлонов», заявил, что непосредственные исследования помогли ответить на принципиальные вопросы эволюции Луны19. Твердо установлено, что она образовалась 4,6 млрд лет назад — в то же самое время, что и вся Солнечная система. Затем тепловая энергия гравитационного сжатия расплавила ее внешнюю оболочку. Постепенно остывая, оболочка расслоилась на кору, богатую алюминием и кальцием, и верхнюю мантию, в которой преобладают минералы с высоким содержанием железа и магния. В период с 4,4 по 4,1 млрд лет назад Луна находилась под непрерывной метеоритной бомбардировкой, в результате чего поверхность покрылась рыхлым «одеялом» толщиной в сотни метров. Около 4 млрд лет назад на Луну одна за другой упали планетезимали, в результате чего образовались круглые «моря» протяженностью в сотни километров. Тогда же завершилось вертикальное расслоение оболочки и сформировалось раскаленное железо-сульфидное ядро радиусом 400 км, генерирующее магнитное поле. Около 3,9 млрд лет назад из переплавленных осколков коры сложились светлые равнины. Еще через 100 млн лет, когда лава заполняла свободные впадины, появились базальтовые «моря». 3 млрд лет назад движение базальтовых потоков прекратилось, а вулканические извержения затихли. С тех пор Луна менялась лишь под ударами редких метеоритов.

Реконструкция Шмитта опровергла ранние гипотезы, но некоторые детали требовали уточнения. Станции ALSEP продолжали работать, поставляя информацию до 30 сентября 1977 года, после чего были переведены в режим ожидания. Анализ данных, переданных ими, заставил ученых усомниться в том, что они имеют правильные представления о строении Луны. Оказалось, что ее кора слоиста, а мантия состоит из блоков планетарного масштаба, разделенных зонами сверхглубоких разломов20.

В ходе дискуссий родилась новая теория — рождения Луны в результате столкновения (мегаимпакта) Протоземли с массивным планетоидом. Оно случилось спустя 100 млн лет после начала формирования Солнечной системы. В результате произошло слияние двух тел, а часть их мантийного материала была выброшена на орбиту, образовав рой, из которого позднее и сформировался массивный околоземный спутник21.

Теория мегаимпакта популярна, хотя у нее есть противники. Без сомнения, точку в затянувшихся спорах поставят новые экспедиции, но для этого землянам нужно будет вернуться на Луну.

Антон Первушин


1 Козырев Н. Вулканическая деятельность на Луне // Природа. — 1959. — № 3.

2 Марков М., Суханов А. Масконы впадин лунных морей // Природа. — 1970. — № 3.

3 Болдуин Р. Что мы знаем о Луне? / пер. с англ. К. Любарского. — М.: Мир, 1967.

4 Шунейко И. Пилотируемые полеты на Луну, конструкция и характеристики Saturn V Apollo. Ракетостроение (Итоги науки и техники). Том 3. — М.: Государственный комитет Совета министров СССР по науке и технике, 1973.

5 Предварительное изучение лунных образцов, доставленных «Аполлоном-11» / пер. с англ. Г. Рошкована // Природа. — 1969. — № 12.

6 Куликов К., Гуревич В. Новый облик старой Луны. — М.: Наука, 1974.

7 Lindsay H. ALSEP. Apollo Lunar Surface Experiments Package. Электронная версия:
www.hq.nasa.gov/alsj/HamishALSEP.html

8 Загадок, связанных с Луной, не уменьшилось // Земля и Вселенная. — 1970. — № 3.

9 Поннамперума С. Поиски жизни на Луне / пер. с англ. Э. Светайло // Природа. — 1970. — № 8.

10 Предварительное исследование лунных образцов, доставленных «Аполлоном-12» // Природа. — 1970. — № 10.

11 Кропоткин П. «Гудящие полости» на Луне // Знание — сила. — 1970. — № 9.

12 Гольдовский Д. Предварительные научные результаты полета «Аполлона-14» // Земля и Вселенная. — 1971. — № 6.

13 Алёшкина Е. Лазерная локация Луны // Природа. — 2002. — № 9.

14 Гольдовский Д. «Аполлон-15» исследует Луну // Земля и Вселенная. — 1972. — № 4.

15 Лунная пыль и земное оледенение // Земля и Вселенная. — 1976. — № 5.

16 Холмс Д. О чем рассказывает человеку Луна / пер. с англ. // Америка. — 1972. — № 11.

17 Ерошенко Е. Магнетизм Луны // Земля и Вселенная. — 1975. — № 10.

18 Шевченко В. Оранжевый грунт // Земля и Вселенная. — 1973. — № 12.

19 Реконструкция эволюции Луны // Природа. — 1976. — № 2.

20 Галкин И. Неоднородная структура недр Луны // Природа. — 1977. — № 12.

21 О происхождении Луны // Природа. — 1977. — № 3.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
9 Цепочка комментария
7 Ответы по цепочке
0 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
10 Авторы комментариев
Владимир АксайскийМихаилМаксим БорисовАлександр ДенисенкоАлексей Петров Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Владислав Чабанов
Владислав Чабанов

В этот день сектанты (они не летали на луну) в сеть не выходит. Слишком много работы в этот день))

С.В. Кр-ской
С.В. Кр-ской

Да нет — просто цензура не пропускает, в результате полное единомыслие

Максим Борисов
Максим Борисов

В эту ночь астронавты плещутся в фонтанах под светом луны… И всех, кто их обижает, засасывают черные дыры…

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский

Статья понравилась — обстоятельное изложение сегодняшних представлений о Луне.
Любопытно, — у экипажей Апполонов было с собой стрелковое оружие? — вряд ли Пентагон упустил бы возможность пострелять на Луне.

С.В. Кр-ской
С.В. Кр-ской

Зато не упустили возможность прокатиться на «автомобиле» — иначе американский народ автомобильного сознания не понял бы.

Владимир Охезин
Владимир Охезин

Я помню этот июль … в Советах показали по ТВ и я видел эти кадры …

С.В. Кр-ской
С.В. Кр-ской

К 50-летнему юбилею пора бы представить и научно проверяемые (независимо) доказательства высадки астронавтов. Кино-/фото- материалы даже «разоблаченные» вообще ничего не опровергают и не доказывают — должны, обязаны были подстраховаться и снять что-то заранее. Приборы можно установить и аппаратами, СССР подобное делал, люди не нужны. Даже немного грунта можно доставить аппаратами, много, сотни кг и много камней — невозможно было. Что доказывает высадку именно людей, кто и где и как проверил независимо что весь/большая часть грунта — лунные?

На этом сайте наверняка есть немало геологов, минерологов и т. п. Кто-то может прокомментировать про доказательства лунности представленного (кому?) грунта?

Михаил
Михаил

Уважаемый Максим!
Было бы неплохо, если бы Вы как модератор убирали ненужный мусор.

Максим Борисов
Редактор
Максим Борисов

Если все чистить, у читающих возникнет недоумение: а где же неизбежные реплики «сторонников лунного заговора»? Как-то противоестественно получится…

Анатолий Игнатьев
Анатолий Игнатьев

НЕ БЫЛО ЕЩЁ ЧЕЛОВЕКА НЕ ЛУНЕ. Не тиражируйте фейк!

Алексей Петров
Алексей Петров

Анатолий Игнатьев как хорошо, что кретинов видно из далека!

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский

В России такие кривотолки невозможны — есть выверенный веками, статистически значимый способ убедиться в реальности исторических событий и лиц — про них обязательно есть частушки и анекдоты. В общем:
«…Ух, ты, ах ты!
Все мы — космонавты.» :)

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский

Воскресное анекдотическое интернет-тестирование личностей высокого полета:

Google — запрос по фразе:
анекдоты про Юрия Гагарина
Результатов: примерно 452 000 (0,28 сек.)
анекдоты про Нила Армстронга
Результатов: примерно 18 300 (0,22 сек.)
анекдоты про Владимира Путина
Результатов: примерно 2 400 000 (0,46 сек.)
анекдоты про Дональда Трампа
Результатов: примерно 566 000 (0,34 сек.)

Yahoo — запрос по фразе:
anecdotes about Yuri Gagarin
407,000 results
anecdotes about Neil Armstrong
93,600 results
anecdotes about Vladimir Putin
121,000 results
anecdotes about Donald Trump
5,870,000 results

Александр Денисенко
Александр Денисенко

Ну если бы я делил государевы деньги ни чего бы не дал. Вот сэр Исаак определил массу Луны может и стырили чего его матросы и таможенники да узнал массу Луны

Михаил
Михаил

Ссылаясь на популярную статью от 1972 года, автор пишет, что на Луне реверберация продолжается значительно дольше, чем на Земле, «за счёт меньшей силы тяготения». Поскольку самогравитация тела эффективно играет роль дополнительной жёсткости, я готов допустить, что уменьшение силы тяжести слегка повышает акустическую добротность. Но не думаю, что разница в лунной и земной силе тяжести способна изменить длительность реверберации на порядки (или даже в разы). Из общефизических соображений усматриваю две более веские причины. Во-первых, акустические испытания лунного грунта показали, что материал с добротностью Q ~ 60 обретает добротность Q ~ 3300 после обстоятельной дегазации [Tittman B. R., Ahlberg L., Curnow J. M. 1976. Proc. 7-th Lunar Sci. Conf., рр. 3123 — 3132]. Во-вторых, добротность жутко чувствительна… Подробнее »

Владимир Аксайский
Владимир Аксайский

Воскресный интернет-опрос для ответа на вопрос — …интересует ли россиян Луна?

Сначала: — …интересует ли жителей Земли Луна?

Google — запрос по фразе:
самое большое число вопросов о Луне
Результатов: примерно 3 350 000 (0,31 сек.)
Поделив на численность россиян, получим (3.35*106)/(144.5*106)=2.32%

Yahoo — запрос по фразе:
the largest number of questions about the moon
93,800,000 results
Поделив на численность землян, получим (93.8*106)/(7.53*109)=1.25%

Затем: — …реакция на вопрос из школьной астрономии

Google — запрос по фразе:
вращается ли Луна вокруг себя?
Результатов: примерно 1 970 000 (0,59 сек.)
Поделив на численность россиян, получим (1.97*106)/(144.5*106)=1.36%

Yahoo — запрос по фразе:
does the moon revolve around itself body
16,800,000 results
Поделив на численность землян, получим (16.8*106)/(7.53*109)=0.22%

Результат сравнения: россиян Луна интересует больше, чем остальных землян. Так что, похоже, у России изумительное космическое будущее.

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (9 оценок, среднее: 3,78 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: