Слово "Луна" возникло из праславянского слова "luna". Это слово имеет индоевропейское происхождение – от слова "louksna", что означает «светлоокая». От этого же слова возникло и латинское "luna".
Возраст Луны ученые сумели определить методом основанном на скорости распада изотопа вольфрама-182, найденного в, привезенных на Землю, образцах лунного грунта. Возраст лунных камней был оценен в 4 млрд. 527 млн. лет с допустимой погрешностью ±30 млн. лет.
В среднем, расстояние от Земли до Луны составляет 384 400 километров. При этом путь на Луну на автомобиле займет 130 дней. Путешествие на ракете займет 13 часов. Для путешествия на скорости света потребуется всего 1,52 секунды.
Согласно этой теории происхождения Земли, планета Тейя размером с врезалась по касательной траектории в раннюю Землю. Это выплеснуло камни и обломки , из которых под действием притяжения Земли образовалось огромное кольцо вокруг Земли, которые позже слиплись вместе, чтобы сформировать Луну.
Не все полнолуния имеют одинаковый размер. Их размер варьируется в зависимости от того, находится Луна в апогее (далеко) или перигее (поблизости). Луна, как правило, на 14% больше, когда она в перигее.
Когда Луна находится в апогее, приливы и отливы, погода, как правило, более предсказуемы. Когда Луна находится в перигее), повышенная гравитация может создать большие приливы и более неустойчивую погоду.
Первое полнолуние которое наступилот в зимнее солнцестояние, 22 декабря, который обычно называют первым днём зимы, произошло в 1999 году. Так как полнолуние на зимнее солнцестояние произошло в сочетании с лунным перигеем (точка на орбите Луны, которая наиболее близка к Земле), Луна показалась примерно на 14% больше, чем она выглядит в апогее (точка эллиптической орбиты, наиболее удаленная от Земли).
Луна имела некогда бурную историю. Она подвергалась поздней тяжелой бомбардировке (LHB) или "лунному катаклизму", где-то 3-4 миллиарда лет назад. За это время Луна была сильно засыпана метеоритами.
Луна не круглая - она имеет форму яйца.
Ядро Луны составляет 2-4% от её массы, в то время как ядро Земли составляет около 30% от её массы.
Луна в 400 раз меньше, чем Солнце, но и в 400 раз ближе к Земле, так что с Земли, Луна и Солнце на взгляд примерно одинакового размера.
Лунотрясения , которые происходят в нескольких километров ниже поверхности Луны, могут быть результатом гравитационного притяжения Земли. Инженеры говорят, что они могут стать исключающим фактором для строительства лунных баз.
Когда 4,6 миллиарда лет назад, образовалась Луна она была от Земли на расстоянии 22 530 километров. Луна выглядела на небе в 3 раза больше, чем сейчас.
Так как Луна не имеет собственной атмосферы, температура её поверхности колеблется от менее -80 ° до +200 ° по Цельсию, а тела падают со скоростью свободного падения.
Самый большой ударный кратер
в Солнечной системе находится на Луне. Называется он Бассейн Южного полюса - Эйткена. Этот гигантский кратер на обратной стороне Луны составляет 2500 километров в диаметре.
Самый большой лунный кратер видимый с Земли (на видимой стороне Луны) является кратером Байи, у которого диаметром равен 295 километрам.
Диаметр Луны составляет 3475 километров, что примерно в четыре раза меньше чем у Земли. Примерно 49 лун можно было бы вместить в Землю.
Гравитации Луны замедляет скорость вращения Земли. Много лет назад, она вращалась намного быстрее и земные дни были намного короче.
Вся поверхность Луны покрыта слоем измельченных и порошкообразных пород называемых реголитом (от греческого "rhegos" одеяло + "литос" скала). Пыль является результатом бомбардировки из космоса крошечными микрометеоритами на протяжении многих миллионов лет.
Солнечные затмения происходит каждые 1-2 года, но полные затмения можно видеть только лишь раз в несколько сотен лет. Тень от Луны мчится по Земле со скоростью сотни километров в час, поэтому затмение успевает закончится в течение нескольких минут.
Лунотрясения достигают своего пика примерно через каждые 14 дней, в то время, когда Луна находится ближе всего к Земле.
Из-за отсутствия атмосферы, на Луне нет сумерек вплоть до наступления полной темноты и рассвета. Зато видна четка линия которая разделяет свет и тьму которая называется терминатором.
Восход Луны меняется согласно 18,6-летнему циклу. Древние цивилизации понимали этот сложный цикл и строили архитектурные сооружения, которые отслеживали движение Луны.
Во время полнолуния и новолуния, Луна и Солнце выстраиваются в одну линию с Землей. Дополнительная сила тяжести создает в моря и океанах высокие волны, называемые "весенними приливами" (которые не имеют ничего общего с сезоном года). В первом и третьем кварталах лунной фазы, когда Солнце и Луна образуют прямой угол с Земли, приливы слабее и называются "квадратурными приливами".
Луна по массе равна 1/6 массе Земли. Это означает, что костюмы космонавтов, который весят 80 килограмм на Земле весят всего около 13 килограмм на Луне. Мировой рекорд прыжка в длину составляет около 8,95 метров. Максимальная прыжка человека на Луне составляет около 30 метров.
Лунные затмения
Лунное затмение, когда Земля находится между Солнцем и Луной, длится дольше, чем солнечное затмение, потому что тень Земли намного больше лунной.
Кольцеобразное затмение происходит из-за того, что Луна слишком мала, чтобы загородить собой весь солнечный свет и оставляет видимое кольцо света. Такое тип затмения происходит потому, что орбита Луны не является идеальным кругом.
Вращение Луны
Луна вращается против часовой стрелки, с запада на восток.
Так как одна стороны Луны всегда обращена , у Луны занимает столько же времени, чтобы сделать поворот вокруг Земли.
День на Луне, от одного восхода солнца до следующего, длится в среднем около 29 земных суток. С Луны, Земля, почти в четыре раза превышает размер полной Луны видимой с Земли, и она никогда не движется по небу Луны.
Земля вращается со скоростью 1000 миль в час. Луна вращается примерно в 100 раз медленнее.
Вращения Луны проявляется в виде небольшого раскачивания что позволяет увидеть небольшой кусочек обратной стороны Луны. Тем не менее, обратная сторона была совершенно неизвестна, пока летательный аппарат Советского Союза Луна-3 не сфотографировал её в 1959 году.
Луна и человек
Христианская Каталическая Пасха рассчитывается по лунному циклу. Этот праздник отмечают в первое воскресенье после первого полнолуния, следующего после дня весеннего равноденствия.
Древнейшие символы женского плодородия, возрождения были связаны с Луной во многих мифических традиций.
Луне, как богине, поклонялись во многих древних культурах. Древние греки и римляне имели даже три лунных богини олицетворяющих изменение фаз Луны. Артемида (Диана) была новой луны, Селена была полной луной, а Геката была тёмной стороне Луны.
Аристотель и Плиний Старший считали, что полная луна влияет на воду в мозгу человека, вызывая безумие и иррациональное поведение.
Древние китайцы считали, что небесный дракон глотал Солнце во время затмения. Поэтому они очень сильно шумели, чтобы напугать дракона и прогнать его прочь.
В алхимии Луна была символом серебра.
В астрологии Луна представляет собой внутреннюю природу человека. Лунный знак определяет эмоциональное и подсознательное состояние человека. В западной астрологии Луна связана с материнством, в то время как Солнце, связанные с отцом.
Луна изображена на гербах и флагах многих восточных стран: Лаоса, Монголии, Палау, флаге саамов, флаге шанов (Мьянма). в виде полумесяца Луна отображается на флагах Османской империи, Турции, Туниса, Алжира, Мавритании, Азербайджана, Узбекистана, Пакистана, Турецкой республики Северного Кипра.
Самой древней известной карте Луны уже более 5000 лет. Она была найдена высеченной в скале в доисторической гробнице Ноз, графстве Мит, в Ирландии. До этого древней известной картой Луны была карта Леонардо да Винчи, которая была создана примерно в 1505 году.
Первым человеком, который сумел нарисовать карту Луны, наблюдая за ней в телескоп, был британский астроном Томас Харриет (ок. 1560-1621 гг.).
В 1881 году Жюллем Янссеном был составлен первый "Фотографический атлас Луны".
13000-летняя кость орла найденная во Франции, служила в качестве счетной палочки для отслеживания фаз луны.
Освоение Луны человеком
Луна - единственное место в Солнечной системе, за исключением Земли, где реет флаг человеческой расы.
Первый зонд достигший поверхности Луны был советский космический зонд "Луна-2". Он совершил аварийную посадку на Луну в 1959 году. Первый зонд, "Луна-1", пролетел мимо луны 3на расстоянии 5000 километров.
Средний настольный компьютер имеет в 10 раз больше вычислительной мощности, чем у того, который был использован для осуществления мягкой высадки человека на Луну.
Советская "Луна-9" совершила первую мягкую посадку на поверхность Луны, доказав, что стабильная посадка на Луну возможна. До тех пор астрономы не обеспокоены тем, что космический аппарат может погружаться в лунную поверхность.
Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на поверхность Луны.
Шесть экипажей "Апполона" доставили на Землю в общей сложности 385 килограмм Луны.
Последний человек, который стоял на поверхности Луны, был Юджин Сернан, в 1972 году. Команда "Аполлона-17" была последней из людей на Луне. Юджин Сернан и Харрисон Шмит проехали в лунной коляске порядка 34 километров. 11 декабря 1972 они оставили на Луне мемориальную доску, на которой написано: "Здесь Человек завершил своё первое исследование Луны, декабрь 1972 г. н.э. Пусть дух мира, с которым мы прибыли, отразится в жизнях всего человечества".
Последние слова которые произнес Юджин Сернан на Луне были: "Сегодняшний вызов Америки определил судьбу людей завтра".
Поскольку поверхность Луны не имеет воздуха и воды, след астронавта может оставаться на Луне в течении многих миллионов лет.
Согласно Договору по космосу, Луна находится в той же юрисдикции, как и международные воды. Договор также говорит, что Луна может быть использована любым государством только в мирных целях, а также запрещает размещение оружия массового уничтожения или военных баз любого рода на Луне.
В ноябре 2009 года НАСА объявило, что она обнаружила воду на Луне, которая может позволить развитию космических станций на Луне. Вода которая находится на Луне имеет возраст в миллиарды лет, что может дать ученым ключ к раскрытию истории всей Солнечной системы.
С Земли видны только 59% Луны.
Фраза "однажды на голубую Луну" традиционно относится к невозможному событию или событию, которое случается очень редко. Термин "голубая луна" имеет свои корни в старинном английском слове "belewe", что в переводе означает "предатель", так как дополнительное полнолуние перед Великим постом называлось "предательской луной". Ученые полагают, что в конечном итоге слово "belewe" превратилось в слово "blue" - синий цвет.
В середине XX века в журнале "Farmer’s Almanac by Sky and Telescope" авторы ошибочно отнесли "Голубую Луну ко второму полнолунию, случающемуся в течение одного календарного месяца. Луна действительно может быть синеватой, но только в том случае, если в воздухе имеются частицы, которые больше, чем длина волны красного света (0,7 микрона), что чаще возникает во время вулканических извержений или сильных лесных пожаров.
Для стран, религии которых, издревле поклонялись Луне, Новый год начинает с первого новоголуния.
Для стран, исповедующих Ислам, рождение новой Луны один раз в году знаменует приход месяца усиленного поста - Рамадана.
Луна - восемнадцатая карта Таро.
На Луне существуют два основных типа местности: светлая и темная. Яркие местности называется "высокогорьями", потому что она выше. Темные местности называются лунным морями (на латыни означает "море") и ниже по высоте. Высокогорья, как правило, старше морей по происхождению. Ученые пока не знают, почему моря, которые составляют 16% от луны, сосредоточены в основном на видимой стороне Луны.
На Луне находится кратер Дарвина. Он не имеет никакого отношения к знаменитому исследователю, придумавшего теорию эволюции. Однако, кратер назван в честь его сына, предложившего одну из теорий возникновения Луны.
Гравитационная сила Луны по отношению к Земле замедляет вращение Земли примерно на 1,5 миллисекунды в столетие и поднимает Луну на более высокую орбиту примерно на 3,8 см в год.
Компас не будет работать на Луне, потому что она не имеет глобального магнитного поля.
Хотя полная луна кажется яркой, на самом деле она отражает только 7% солнечных лучей.
Странные цветные огни иногда замечали на поверхности Луны. Ученые считают, что эти огни делают газы, которые просачиваются из глубин Луны.
Слова "месяц" и "менструация" связаны со словом «Луна».
Первый полет человека на Луну на корабле "Аполлон-11", занял около 4 дней и 6 часов, чтобы добраться до Луны.
Меркурий и Венера являются единственными планетами в нашей Солнечной системе, которые не имеют собственных лун.
Хотя луны в Солнечной системе очень сильно отличаются друг от друга, у них есть по крайней мере две общие черты: они вращаются вокруг планеты и отражают свет от Солнца.
Есть три вида лунной породы: базальт (темный), анортозит (свет), и брекчии (смесь нескольких пород). Эти типы пород также можно найти на Земле.
Луна является пятым по размеру спутником в нашей солнечной системе. Это самый крупный спутник по отношению к размеру его планеты. Вторая плотная луна есть у Юпитера - Ио.
Обратная сторона Луны на самом деле не всегда темная. Она отражает свет так часто, как этой стороне, один раз в лунный день, во время новой фазы Луны (когда Земля стороне, обращенной полностью темный).
Луна движется не по орбите вокруг экватора Земли, как и многие другие луны планет. Она имеет склонение на 20-30°.
Через 500 миллионов лет Луна будет на 19000 километров дальше от Земли, чем сейчас. Когда она будет так далеко, полных затмений не будет наблюдаться.
Только 12 человек были на Луне: астронавты на миссиях Apollo с 1969 по 1972 год.
Полная луна примерно в пять раз ярче, чем полумесяц.
Поверхностный слой противоположной стороны Луны толще.
Людей всегда интересовал космос. Луна, находясь ближе всего к нашей планете, стала единственным небесным телом, на котором побывал человек. С чего начинались исследования нашего спутника, и кто одержал пальму первенства в приземлении на Луну?
Естественный спутник
Луна - небесное тело, веками сопровождающее нашу планету. Она не излучает свет, а только отражает его. Луна является спутником Земли, который ближе всего расположен к Солнцу. На небосводе нашей планеты она является вторым объектом по яркости.
Мы всегда видим одну сторону Луны из-за того, что вращение её синхронизировано с вращением Земли вокруг своей оси. Движется Луна вокруг Земли неравномерно - то отдаляясь, то приближаясь к ней. Великие умы мира издавна ломали себе голову над изучением её движения. Это невероятно сложный процесс, на который влияет сплюснутость Земли и притяжение Солнца.
О том, как образовалась Луна, ученые спорят до сих пор. Существует три версии, одна из которых - основная - была выдвинута после получения образцов лунного грунта. Её прозвали теорией гигантского столкновения. В основе лежит предположение, что больше 4 миллиардов лет назад столкнулись две протопланеты, а их отколовшиеся частицы застряли на околоземной орбите, образовав со временем Луну.
Другая теория предполагает, что Земля и её естественный спутник образовались благодаря газопылевому облаку в одно время. Сторонники третьей теории предполагают, что Луна возникла далеко от Земли, но была захвачена нашей планетой.
Начало исследования Луны
Даже в древние времена это небесное тело не давало покоя человечеству. Первые исследования Луны велись ещё во II веке до нашей эры Гиппархом, попытавшимся описать её движение, размеры и расстояние от Земли.
В 1609 году Галилей изобрел телескоп, и освоение Луны (хоть и визуальное) перешло на новую ступень. Стало возможным изучить поверхность нашего спутника, разглядеть его кратеры и горы. Например, Джованни Риччиоли это позволило создать одну из первых лунных карт в 1651 году. В то время и родился термин «море», обозначающий темные области поверхности Луны, а кратеры начали называть в честь известных личностей.
В XIX веке на помощь астрономам приходит фотография, что позволяет вести более точные исследования особенностей рельефа. Льюис Резерфорд, Уоррен де ла Рю и Пьер Жансен в разное время активно изучали лунную поверхность со снимков, а последний создал её «Фотографический атлас».
Освоение Луны. Попытки создания ракеты
Первые этапы изучения пройдены, и интерес к Луне становится все горячее. В XIX веке зарождаются первые мысли о космическом путешествии к спутнику, с чего и начинается история освоения Луны. Для такого полета нужно было создать аппарат, скорость которого была бы способна преодолеть гравитацию. Оказалось, что существующие двигатели недостаточно мощные, чтобы набрать необходимую скорость и поддерживать её. Сложности были также и с вектором движения аппаратов, так как после взлета они обязательно закругляли свое движение и падали на Землю.
Решение пришло в 1903 году, когда инженер Циолковский создал проект ракеты, способной преодолеть гравитационное поле и достичь цели. Топливо в двигателе ракеты должно было сгорать в самом начале полета. Так, её масса становилась гораздо меньше, а движение осуществлялось за счет освобожденной энергии.
Кто первый?
XX век ознаменовался масштабными военными событиями. Весь научный потенциал направлялся в военное русло, и с исследованиями Луны пришлось притормозить. Развернувшаяся в 1946 году холодная война заставила астрономов и инженеров вновь задуматься о космическом путешествии. Одним из вопросов в соперничестве Советского Союза и США стал следующий: кто же первый приземлится на поверхность Луны?
Первенство в борьбе за освоение Луны и космического пространства досталось Советскому Союзу, и 4 октября 1957 года был выпущен первый а через два года к Луне направилась первая космическая станция «Луна-1», или, как её называли, «Мечта».
В январе 1959 года АМС - автоматическая межпланетная станция - прошла около 6 тысяч километров от Луны, но приземлиться не смогла. «Мечта» попала на гелиоцентрическую орбиту, став искусственным Период её обращения вокруг светила составляет 450 дней.
Высадка на Луну не удалась, зато были получены весьма ценные данные о внешнем радиационном поясе нашей планеты и солнечном ветре. Удалось установить, что у естественного спутника незначительное магнитное поле.
Вслед за Союзом в марте 1959 года США выпустило Pioneer-4, который пролетел в 60 000 км от Луны, попав на солнечную орбиту.
Настоящий прорыв случился 14 сентября этого же года, когда космический корабль «Луна-2» совершил первое в мире «прилунение». Станция не имела амортизации, поэтому приземление было жестким, но знаменательным. Сделала это «Луна-2» около Моря Дождей.
Изучение лунных просторов
Первое приземление открыло путь дальнейшим исследованиям. Вслед за «Луной-2» была отправлена «Луна-3», облетевшая спутник и сфотографировавшая «темную сторону» планеты. Лунная карта стала более полной, на ней появились новые наименования кратеров: Жюль Верн, Курчатов, Лобачевский, Менделеев, Пастер, Попов и др.
Первая американская станция приземлилась на спутник Земли лишь в 1962 году. Это была станция Ranger-4, которая упала на
Дальше американские «Рейнджеры» и советские «Луны» и «Зонды» по очереди атаковали космические просторы, то совершая телесъемки лунной поверхности, то вдребезги об неё разбиваясь. Первой мягкой посадкой порадовала станция «Луна-9» в 1966 году, а «Луна-10» стала первым спутником Луны. Обогнув эту планету 460 раз, «спутник спутника» прервал связь с Землей.
«Луна-9» транслировала снимаемую автоматом телепередачу. С экранов телевизоров советский зритель наблюдал за съемкой холодных пустынных просторов.
США следовали тому же курсу, что и Союз. В 1967 году американская станция «Сурвейэр-1» совершила вторую мягкую посадку в истории космонавтики.
До Луны и обратно
За несколько лет советским и американским исследователям удалось достичь немыслимых успехов. Таинственное ночное светило много веков будоражило сознание как великих умов, так и безнадежных романтиков. Шаг за шагом Луна становилась всё ближе и доступнее для человека.
Следующей целью было не просто отправить на спутник космическую станцию, но и вернуть её обратно на Землю. Перед инженерами стояли новые задачи. Аппарат, летевший обратно, должен был войти в земную атмосферу под не слишком крутым углом, иначе он мог сгореть. Слишком большой угол, наоборот, мог создать эффект рикошета, и аппарат снова полетел бы в космос, так и не добравшись до Земли.
Сложности с калибровкой угла были решены. Серия аппаратов «Зонд» с 1968 по 1970 г. успешно совершала полеты с приземлением. «Зонд-6» стал испытательным. Он должен был исполнить проверочный полет, чтобы потом его смогли осуществить пилоты-космонавты. Аппарат облетел Луну на расстоянии 2500 км, но при возвращении на Землю парашют открылся чересчур рано. Станция разбилась, а полет космонавтов был отменен.
Американцы на Луне: первые лунопроходцы
Степные черепахи, вот кто первым облетел Луну и вернулся на Землю. Животных отправили в космический полет на советском корабле «Зонд-5» в 1968 году.
США явно отставали в освоении лунных просторов, ведь все первые успехи принадлежали СССР. В 1961 году президент Штатов Кеннеди сделал громкое заявление о том, что к 1970 году произойдет высадка на Луну человека. И сделают это американцы.
Для осуществления подобного плана требовалось подготовить надежную почву. Изучались снимки лунной поверхности, сделанные кораблями «Рейнджер», исследовались аномальные явления Луны.
Для пилотируемых полетов была открыта программа «Аполлон», которая пользовалась расчетами траектории полета к Луне, сделанными украинцем Впоследствии эта траектория была названа «Трассой Кондратюка».
«Аполлон-8» произвел первый пробный пилотируемый полет без высадки. Ф. Борман, У. Андерс, Дж. Ловелл совершили несколько кругов вокруг естественного спутника, сделав съемку местности для будущей экспедиции. Т. Стаффорд и Дж. Янг на «Аполлоне-10» осуществили второй полёт вокруг спутника. Космонавты отделились от модуля корабля и пребывали в 15 км от Луны по отдельности.
После всех подготовок, наконец, был отправлен «Аполлон-11». Американцы на Луне высадились 21 июля 1969 года возле Моря Спокойствия. Первый шаг совершил Нил Армстронг, за ним последовал Космонавты пробыли на естественном спутнике 21,5 часа.
Дальнейшие изучения
После Армстронга и Олдрина на Луну отправлялись ещё 5 научных экспедиций. Последний раз астронавты высаживались на поверхность спутника в 1972 году. За всю человеческую историю только в этих экспедициях люди высаживались на другие
Советский Союз не оставлял изучение поверхности естественного спутника. С 1970 года были отправлены радиоуправляемые «Луноходы» 1-й и 2-й серии. Луноход на Луне собирал образцы грунта и фотографировал рельеф.
В 2013 году Китай стал третьей страной, которая достигла нашего спутника, совершив мягкую посадку с помощью лунохода «Юйту».
Заключение
С давних времен являлся увлекательным объектом для изучения. В XX веке освоение Луны из научного исследования превратилось в разгоряченную политическую гонку. Для путешествия на неё было проделано немало. Теперь Луна остается наиболее изученным астрономическим объектом, на котором, к тому же, побывал человек.
От строительства электростанций и добычи лунных ресурсов до космического туризма и проблемы перенаселения.
В закладки
Полвека назад казалось, что недалек тот день, когда на Луну будут летать как на дачу. Сегодня на Луну не полетишь, даже если очень захотеть: нет подходящих ракет. Технологии шагнули вперед, а пилотируемая космонавтика - нет.
Российский астроном Владимир Сурдин как-то заметил: между покорением Южного полюса и основанием на нем первой базы прошло 45 лет, а в Марианскую впадину человек вернулся лишь спустя 52 года после первого погружения.
Последняя американская экспедиция на Луну в рамках программы «Аполлон» состоялась в 1972 году, то есть 45 лет назад. Если верить представленной аналогии, согласно которой между открытием труднодоступной точки и возможностью её полноценного изучения проходит примерно 50 лет, то ждать новых полетов на Луну стоит уже в ближайшее время.
Причем на этот раз человечество должно закрепиться на Луне более основательно, ведь у лунной колонии может быть и прагматичная цель, и коммерческая составляющая. Правительства смотрят на Луну как на источник ресурсов, бизнесмены - как на курорт для миллиардеров, ученые - как на космическую лабораторию, а романтики - как на первую остановку на пути расселения человечества в космосе.
Кто участвует в новой лунной гонке
Макет межпланетной станции «Луна-24»
В августе 1976 года советский аппарат «Луна-24» сел на лунную поверхность в районе моря Кризисов. Он пробурил двухметровую скважину, извлек образец лунного грунта и доставил его на Землю. Этот полет оказался последней миссией на Луну в 20 веке - следующая посадка на поверхность спутника Земли состоялась лишь через 37 лет, в 2013 году.
Осуществил её китайский аппарат «Чанъэ-3», доставив туда небольшой луноход. Миссия была частью обширной китайской лунной программы, следующий крупный этап которой запланирован на конец 2017 и начало 2018 годов. На этот раз китайцы планируют привезти на Землю собственные образцы грунта с обратной стороны Луны, где еще не садился ни один аппарат.
Китайский посадочный модуль «Чанъэ-3»
На начало 2018 года также запланирован запуск индийской лунной станции «Чандраян-2» - в её задачу входит посадка на Луну и запуск лунохода. Ни Индия, ни Китай пока не заявляли о конкретных планах пилотируемого полета на Луну в обозримой перспективе. Зато это сделала Япония, официально поставив перед собой задачу в партнёрстве с NASA отправить человека на Луну уже к 2030 году.
В самом американском агентстве от планов по скорейшему возвращению на Луну отказались ещё в 2011 году. Наиболее приоритетный проект для США - пилотируемый полет на Марс. Луна при этом может стать своеобразным перевалочным пунктом - на орбите вокруг неё можно разместить станцию, откуда будет стартовать межпланетный корабль.
На фоне такой мировой активности Россия также вернулась к задаче покорения земного спутника. К 2017 году российская лунная программа уже успела получить от государства солидное финансирование, затем частично его лишиться из-за кризиса и переориентироваться на более поздние сроки. Основные планы российской программы касаются отправки на Луну автоматических станций и доставки на Землю образцов лунного грунта в период с 2019 по 2024 годы.
Хорошо забытое старое
Для полета на Луну необходимы три основных компонента:
- Тяжелая ракета, способная отправить груз к Луне.
- Космический корабль для межпланетных путешествий.
- Спускаемый лунный модуль.
В СССР так и не решили задачу отправки человека на Луну из-за неудачных испытаний тяжелой ракеты Н-1. Лунный модуль и космический корабль при этом успешно прошли испытания. Корабль назвали «Союз», и он до сих пор используется для доставки людей на МКС.
Космический корабль «Союз»
Распространённый вопрос: «Почему нельзя заново сделать то, на чем уже летали на Луну?». Ответ: можно, но это лишено смысла. Представьте, что вам нужно сделать автомобиль. Вряд ли вы пойдете искать чертежи модели пятидесятилетней давности - её создание обойдется дороже, а результат будет сомнительным. По этой же причине в 2017 году нет смысла воссоздавать ракету и корабль из 1960-х годов - технологии ушли далеко вперед, и сегодня можно добиться лучших результатов.
Новая российская лунная программа изначально строилась вокруг проекта тяжелой ракеты «Ангара-А5». Разработка линейки ракет «Ангара» на экологичном топливе (по сравнению с токсичным гептилом , на котором летают «Протоны») шла с начала 90-х годов, и за все это время «Ангара-А5» была испытана всего один раз - в 2014 году. В итоге из-за дороговизны ракеты от её эксплуатации было решено отказаться.
Ракета-носитель «Ангара-А5»
Внимание российских инженеров переключилось на советскую ракету «Зенит», которую создатель частной космической компании SpaceX Элон Маск как-то назвал «лучшей в мире, если не считать Falcon». «Зенит» была создана как разгонная ступень для тяжелой ракеты «Энергия», теперь же её планируют доработать и превратить в самостоятельную единицу под названием «Феникс».
У «Феникса» есть несколько преимуществ перед «Ангарой». Во-первых, её создание должно обойтись в два-три раза дешевле. Во-вторых, для «Ангары» необходимо строить отдельный стартовый стол на космодроме, «Феникс» же можно запускать как с Байконура, так и с «Морского старта» - плавучей платформы, позволяющей осуществлять запуск из океана. Это дает возможность стартовать точно с экватора, что придает ракете максимальное ускорение за счет вращения Земли.
В 2016 году обанкротившийся ранее «Морской старт» был приобретен авиакомпанией S7, которая одновременно с этим заказала 12 ракет типа «Зенит» у завода «Южмаш». Первый коммерческий старт с этой площадки запланирован уже на 2017 год.
Предполагается, что для запуска пилотируемого полета к Луне можно будет использовать несколько «Фениксов», объединенных в одну ракету-носитель. Нечто подобное пытаются реализовать и в SpaceX с ракетой Falcon Heavy, правда, её испытания откладываются уже в течение нескольких лет.
Окончательно от «Ангары» в Роскосмосе отказываться не стали - по последним данным, для неё всё же построят стартовый стол на космодроме «Восточный» с прицелом на будущие пилотируемые запуски.
Запуски к Луне должны начаться уже скоро. Первый российский автоматический лунный модуль должен отправиться к месту назначения в 2019 году в рамках миссии «Луна-25 Глоб». Предполагается, что миссия позволит отработать технологии мягкой посадки на территории Южного полюса Луны - перспективного района для основания колонии.
Уже много лет ведется разработка космического корабля нового поколения «Федерация» - он должен заменить «Союзы» и «Прогрессы» и доставить на Луну четырех российских космонавтов. Первые беспилотные запуски корабля намечены на 2021 год, а первый пилотируемый полет - на 2024 год.
Лидер по-прежнему США
В NASA тоже разрабатывают новый космический корабль под названием Orion. Его испытания были проведены в 2014 году, а первый пилотируемый полет может состояться уже в конце 2018 года - причем сразу к Луне.
Изначально на 2018 год был запланирован беспилотный полет «Ориона». Полет к Луне должен был стать испытанием и для корабля, и для тяжелой ракеты SLS, создаваемой американцами с прицелом на марсианскую экспедицию. Но с приходом администрации Дональда Трампа начались разговоры о том, что раз к Луне полетит уже готовая техника, почему бы не снабдить её экипажем.
Как только в NASA начались публичные обсуждения пилотируемого полета, SpaceX , что готова в 2018 году отправить к Луне двоих туристов на корабле Dragon 2 и ракете Falcon Heavy.
Однако ни Falcon Heavy, ни SLS еще даже не прошли испытаний. Потенциально обе ракеты могут стать «чемпионами» современности по грузоподъемности, но заявления о пилотируемом запуске в 2018 году пока не выглядят реалистичными.
«Запасная» планета
Элон Маск не скрывает, что его главная мотивация в деле колонизации Марса - создание «резервной копии» человечества. Век развития цивилизации пришелся на достаточно спокойный период в истории Земли - не было резких изменений климата, падений крупных метеоритов, угрозы вулканической активности и прочих катастроф, которые в истории планеты случались регулярно.
Идея запасного дома не нова, и о ней всерьёз рассуждал ещё Циолковский. Вариантов не так много - это либо , либо Луна.
Подлунный мир
Поверхность Луны примерно равна сумме площадей трех крупнейших стран Земли - России, Канады и Китая. Луна в 81 раз легче Земли, а сила тяжести на ней меньше в шесть раз. Но по космическим масштабам Луна и Земля - тела примерно одного порядка. Иногда даже говорят, что они составляют двойную планетную систему.
Луна всего в полтора раза меньше Меркурия - такого соразмерного спутника больше нет ни у одной планеты в Солнечной системе (похожую систему составляют теперь уже бывшая планета Плутон и её спутник Харон, но они во много раз легче Земли и Луны).
Поверхность Луны не пригодна для жизни в первую очередь из-за трех факторов: перепады температур от –150 ºC до +120 ºC, космическая радиация и постоянная бомбардировка микрометеоритами. Землю от всего этого защищает атмосфера, которой у Луны нет - испаряющиеся под действием излучения Солнца с поверхности гелий, водород и другие газы очень сильно разрежены.
На поверхности Луны лежит толстый слой стертого в пыль реголита , по большей части состоящего из смеси стекла и песка. Теоретически его можно использовать для защиты от радиации и небольших метеоритов. Как и на Марсе, базу на Луне имеет смысл покрывать слоем грунта в несколько метров - это можно сделать, например, при помощи управляемого взрыва, как предполагалось в проекте советской лунной базы «Звезда».
Из-за воздействия солнечного ультрафиолета пыль на Луне наэлектризована и особенно опасна для здоровья и электроники. В отличие от частичек земной пыли, которые сглаживаются эрозией, лунные пылинки имеют остроконечную форму. К концу третьих суток американских лунных экспедиций перчатки скафандров астронавтов стирались пылью почти до дыр.
Избавиться от всех этих проблем можно под поверхностью Луны, но создание такой «подлунной» базы потребует больших затрат энергии. Есть и совсем экзотические предложения - например, бурить в толще Луны многокилометровые тоннели, превращая их в целые ландшафты земного типа с искусственным освещением.
Застывшие базальтовые лавы Луны настолько прочны, что широкие тоннели не потребуют никаких укреплений, а плотность пород позволит заполнять их кислородом, не боясь, что он сразу же весь утечет. Для создания в них обитаемых условий нужно будет раздобыть воду, кислород и энергию.
Лунные колодцы
Миссия «Луны-24» оказалось не только последней в 20 веке, но и чрезвычайно полезной - в привезенной ей образцах грунта советские ученые нашли небольшое содержание воды. В начале 21 века американский орбитальный зонд LRO с помощью российского детектора обнаружил в полярных зонах Луны грунт с концентрацией воды не менее 3%. Стоимость гипотетических миссий сразу снизилась благодаря возможности не брать с собой запасы жидкости.
Но добывать воду на Луне будет непросто - при температуре –150 ºC водяной лед становится прочнее стали. Существует мнение, что в будущем проще и дешевле окажется транспортировать на Луну пролетающие мимо ледяные кометы, используя миниатюрные реактивные двигатели.
Электростанция на аутсорсе
Единственный доступный источник энергии на Луне - это Солнце. Из-за отсутствия атмосферы солнечные батареи на Луне могут вырабатывать в шесть-восемь раз больше энергии, чем на поверхности Земли. Отсутствие погодных условий делает выработку стабильной во времени.
Существуют целые проекты превращения Луны в огромную электростанцию. Если построить вокруг лунного экватора пояс из солнечных батарей, то он смог бы вырабатывать энергию круглосуточно. С помощью направленного СВЧ-излучения её можно было бы передавать на Землю.
Строительством таких сооружений могут заниматься роботы, причем большую часть необходимых для этого материалов можно добывать на месте. Впрочем, подобные проекты пока относятся скорее к области фантастики.
Добыча ресурсов
НаписатьБурное развитие космической техники позволяет думать, что колонизация космоса - вполне достижимая и оправданная цель. В силу своей близости к Земле (три дня полёта) и достаточно хорошей изученности ландшафта, Луна уже давно рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии. Но хотя советские и американские программы исследования Луны продемонстрировали практическую осуществимость полёта на Луну (будучи при этом очень дорогостоящими проектами), они в то же время охладили энтузиазм создания лунной колонии. Это было вызвано тем, что анализ образцов пыли, доставленных космонавтами, показал очень низкое содержание в ней лёгких элементов [ ] , необходимых для поддержания жизнеобеспечения.
Несмотря на это, с развитием средств космонавтики и удешевлением космических полётов, Луна представляется исключительно привлекательным объектом для колонизации. Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии , астрономии , космологии , космической биологии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы , системы Земля - Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории , оснащённые оптическими и радиотелескопами , способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле, а обслуживать и модернизировать такие телескопы гораздо проще, чем орбитальные обсерватории.
Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми, в том числе и ценными для промышленности металлами - железом , алюминием , титаном ; кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, реголите , накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3 , который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов . В настоящее время идут разработки методик промышленного получения металлов, кислорода и гелия-3 из реголита; найдены залежи водяного льда.
Глубокий вакуум и наличие дешёвой солнечной энергии открывают новые горизонты для электроники , металлургии , металлообработки и материаловедения . Фактически условия для обработки металлов и создания микроэлектронных устройств на Земле менее благоприятны из-за большого количества свободного кислорода в атмосфере, ухудшающего качество литья и сварки, делающего невозможным получение сверхчистых сплавов и подложек микросхем в больших объёмах. Также представляет интерес выведение на Луну вредных и опасных производств.
Луна, благодаря своим впечатляющим ландшафтам и экзотичности, также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма , который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности. Космический туризм будет требовать определённых инфраструктурных решений . Развитие инфраструктуры, в свою очередь, будет способствовать более масштабному проникновению человечества на Луну.
Существуют планы использования лунных баз в военных целях для контроля околоземного космического пространства и обеспечения господства в космосе .
Гелий-3 в планах освоения Луны
Создание станции - не только вопрос науки и государственного престижа, но и коммерческой выгоды. Гелий-3 - это редкий изотоп, стоимостью приблизительно 1200 долларов США за литр газа , необходимый в ядерной энергетике для запуска термоядерной реакции . На Луне его количество оценивается в тысячи тонн (по минимальным оценкам - 500 тысяч тонн ). Плотность жидкого гелия-3 при температуре кипения и нормальном давлении равна 59 г/л, а в газообразном виде примерно в 1000 раз меньше, следовательно, 1 килограмм стоит более 20 миллионов долларов, а весь гелий - более 10 квадриллионов долларов (около 500 нынешних ВВП США).
При использовании гелия-3 не возникает долгоживущих радиоактивных отходов , и поэтому проблема их захоронения, так остро стоящая при эксплуатации реакторов на делении тяжёлых ядер, отпадает сама собой.
Однако существует и серьёзная критика этих планов. Дело в том, что для зажигания термоядерной реакции дейтерий+гелий-3 необходимо нагреть изотопы до температуры в миллиард градусов и решить задачу удержания нагретой до такой температуры плазмы. Современный технологический уровень позволяет удержать плазму, нагретую лишь до нескольких сотен миллионов градусов в реакции дейтерий +тритий , при этом почти вся энергия, полученная в ходе термоядерной реакции, затрачивается на удержание плазмы (см. ITER). Поэтому реакторы на гелии-3 многими ведущими учёными, например, академиком Роальдом Сагдеевым , выступившим с критикой планов Севастьянова, считаются делом отдалённого будущего. Более реальными с их точки зрения является разработка на Луне кислорода , металлургия , создание и запуск космических аппаратов, в том числе ИСЗ , межпланетных станций и пилотируемых кораблей.
Вода
Практические шаги
Лунные базы в первой «Лунной гонке»
В США прорабатывались аванпроекты лунных военных баз Лунэкс (Lunex Project) и Горизонт (Project Horizon) , а также имелись технические предложения по лунной базе Вернера фон Брауна .
В первой половине 1970-х гг. под рук. академика В. П. Бармина московскими и ленинградскими учёными разрабатывался проект долговременной лунной базы, в котором, в частности, изучались возможности обваловки обитаемых сооружений направленным взрывом для защиты от космического излучения (изобретения А. И. Мелуа с использованием технологий Альфреда Нобеля). Более детально, включая макеты экспедиционных транспортных средств и обитаемых модулей , был разработан проект лунной базы СССР «Звезда» , который должен был быть реализован в 1970-х-1980-х гг. как развитие советской лунной программы , свёрнутой после проигрыша СССР в «лунной гонке» с США.
Lunar Oasis
В октябре 1989 года на 40-м конгрессе Международной авиационной федерации сотрудники НАСА Майкл Дьюк (Michael Duke), глава подразделения исследований Солнечной системы Космического центра имени Линдона Джонсона в Хьюстоне, и Джон Ньехофф (John Niehoff) из Science Applications International Corporation (SAIC) представили проект лунной станции Lunar Oasis. До сих пор этот проект считается весьма проработанным и интересным по ряду основных решений, одновременно оригинальных и реалистичных. Десятилетний проект Lunar Oasis предполагал три стадии, суммарно предусматривавшие 30 полётов, половина из которых пилотируемые (по 14 т груза); беспилотные старты оценивались по 20 т груза каждый.
Авторы называют стоимость проекта равным четырём программам «Аполлон», а это примерно $550 млрд в ценах 2011 года. Учитывая, что время реализации программы предполагалось весьма значительным (10 лет), ежегодные расходы на неё составили бы около $50 млрд. Для сравнения можно указать на то, что в 2011 году затраты на содержание американских войск в Афганистане достигли $6,7 млрд в месяц, или $80 млрд в год.
Лунные базы в «Лунной гонке» XXI века
К 2050 году планируется построить обитаемую базу и полигон по добыче полезных ископаемых .
Проблемы
Длительное присутствие человека на Луне будет требовать решения ряда проблем. Так, атмосфера Земли и магнитное поле задерживает бо́льшую часть солнечной радиации. В атмосфере также сгорает множество микрометеоритов . На Луне без решения радиационной и метеоритной проблем невозможно создание условий для нормальной колонизации. Во время солнечных вспышек создаётся поток протонов и других частиц , способных представлять угрозу для космонавтов. Однако эти частицы обладают не слишком большой проникающей способностью, и защита от них является решаемой проблемой. Кроме того, данные частицы обладают низкой скоростью, а значит, есть время для того чтобы укрыться в антирадиационные укрытия. Гораздо большую проблему представляет жёсткое рентгеновское излучение . Расчёты показали , что астронавт после 100 часов на поверхности Луны с вероятностью 10% получит опасную для здоровья дозу (0,1 Грея ). В случае же солнечной вспышки опасную дозу можно получить в течение нескольких минут.
Отдельную проблему представляет лунная пыль . Лунная пыль состоит из острых частиц (поскольку нет сглаживающего влияния эрозии), а также обладает электростатическим зарядом. В результате лунная пыль проникает везде и, обладая абразивным действием, уменьшает срок работы механизмов. А попадая в лёгкие, становится угрозой здоровью человека.
Коммерциализация также не очевидна. Необходимость в больших количествах гелия-3 пока отсутствует. Наука ещё не смогла достичь контроля над термоядерной реакцией. Самым многообещающим проектом в этом отношении на данный момент (конец 2011 года) является масштабный международный экспериментальный реактор ИТЭР , строительство которого предполагается закончить в 2018 году. После этого последует порядка двадцати лет экспериментов. Промышленное использование термоядерного синтеза ожидается не ранее 2050 года по самым оптимистическим прогнозам. В связи с этим, до этого времени добыча гелия-3 не будет представлять промышленного интереса. Космический туризм также нельзя назвать движущей силой освоения Луны, поскольку требуемые на данном этапе вложения не смогут окупиться в разумное время за счёт туризма, что показывает опыт космического туризма на МКС, доходы от которого не покрывают и малой доли затрат на содержание станции. [ ]
Такое положение вещей приводит к тому, что высказываются предложения (см. Роберт Зубрин «A Case for Mars») освоение космоса сразу начинать с Марса .
Фильмография
- «Добыча полезных ископаемых на Луне» (англ. Mining the Moon ) - научно-популярный фильм, снятый Discovery в 2011 г.
- «Луна 2112 » - художественный фильм о лунной базе, по сюжету базой управляет один человек, ведется добыча Гелия-3 .
- «Железное небо » - художественный фильм о политико-социальных проблемах и гонке вооружений через призму коммерциализированной индустрии добычи Гелия-3
См. также
Примечания
- Артур Кларк . Бросок на Луну
- Лысенко М.П., Каттерфельд Г.Н., Мелуа А.И. О зональности грунтов на Луне // Изв. Всес.Геогр. Об-ва. - 1981. - Т. 113 . - С. 438-441 .
- Академик Б. Е. Черток «Космонавтика в XXI веке»
- Лунные полюса могут стать обсерваториями - ученый (неопр.) .
После первых успехов по изучению Луны (первая жесткая посадка зонда на поверхность, первый облет с фотографированием невидимой с Земли обратной стороны) перед учеными и конструкторами СССР и США, задействованными в «лунной гонке», объективно встала новая задача. Нужно было обеспечить мягкую посадку исследовательского зонда на поверхность Луны и научиться выводить на ее орбиту искусственные спутники.
Задача эта была непростой. Достаточно сказать, что Сергею Королеву, руководившему ОКБ-1, так и не удалось этого добиться. В 1963-1965 было осуществлено 11 запусков космических аппаратов (каждый удачно запущенный получал официальный номер серии «Луна») с целью мягкой посадки на Луне, и все они потерпели неудачу. Между тем, загруженность ОКБ-1 проектами была чрезмерной, и в конце 1965 года Королев был вынужден передать тему мягкого прилунения в КБ Лавочкина, которым руководил Георгий Бабакин. Именно «бабакинцам» (уже после смерти Королева) удалось войти в историю благодаря успеху «Луны-9».
Первая посадка на Луну
(Нажмите на картинку, чтобы посмотреть схему прилунения космического аппарата)
Вначале станция «Луна-9» 31 января 1966 года была доставлена ракетой на орбиту Земли, а затем с нее отправилась в сторону Луны. Тормозной двигатель станции обеспечил гашение посадочной скорости, а надувные амортизаторы защитили посадочный модуль станции от удара о поверхность. После их отстрела модуль развернулся в рабочее состояние. Полученные от «Луны-9» за время связи с ней первые в мире панорамные изображения лунной поверхности подтвердили теорию ученых о поверхности спутника, не покрытой значительным пылевым слоем.
Первый искусственный спутник Луны
Вторым успехом «бабакинцев», использовавших задел ОКБ-1, стал первый лунный искусственный спутник. Старт космического аппарата «Луна-10» состоялся 31 марта 1966 года, а успешный вывод на окололунную орбиту - 3 апреля. За более чем полуторамесячный период научные приборы «Луны-10» исследовали Луну и окололунное пространство.
Достижения США
Тем временем США, уверенно шедшие к своей главной цели - высадке человека на Луне, стремительно сократили разрыв с СССР и вырвались вперед. Пять космических аппаратов серии Surveyor совершили мягкое прилунение и провели важные исследования в местах посадки. Пять орбитальных картографов Lunar Orbiter составили детальную карту поверхности с высоким разрешением. Четыре испытательных пилотируемых полета космических кораблей Apollo, в том числе два с выходом на орбиту Луны, подтвердили правильность принятых при разработке и проектировании программы решений, а техника доказала свою надежность.
Первая высадка человека на луне
В экипаж первой лунной экспедиции вошли астронавты Нил Армстронг, Эдвин Олдрин м Майкл Коллинз. Космический корабль Apollo 11 отправился в полет 16 июля 1969 года. Гигантская трехступенчатая ракета Saturn V отработала без замечаний, и Apollo 11 отправился к Луне. Выйдя на окололунную орбиту, он разделился на орбитальный модуль Columbia и лунный модуль Eagle, пилотируемый астронавтами Армстронгом и Олдрином. 20 июля он прилунился на юго-западе Моря Спокойствия.
Спустя шесть часов после посадки, Нил Армстронг вышел из кабины лунного модуля и в 2 часа 56 минут 15 секунд по всемирному времени 21 июля 1969 года впервые в человеческой истории ступил на лунный реголит. Вскоре к командиру первой лунной экспедиции присоединился Олдрин. Они провели на поверхности Луны 151 минуту, разместили на ней атрибутику и научную аппаратуру, взамен загрузив в модуль 21,55 кг лунных камней.
Окончание «лунной гонки»
Оставив на поверхности посадочный блок, взлетная ступень Eagle стартовала с Луны и состыковалась с Columbia. Воссоединившись, экипаж направил Apollo 11 к Земле. Затормозившись в атмосфере со второй космической скоростью, командный модуль с астронавтами после более чем 8-суточного полета мягко опустился в волны Тихого океана. Главная цель «лунной гонки» была достигнута.
Обратная сторона луны
(Фотоснимок обратной стороны Луны с приземлившегося аппарата "Чаньэ-4" )
Это сторона невидимая с Земли. 27 октября 1959 года с лунной орбиты обратную сторону сфотографировала советская космическая станция "Луна-3", а спустя более полувека 3 января 2019 года китайский космический аппарат "Чаньэ-4" успешно приземлился на поверхность обратной стороны и прислал первый снимок с ее поверности.
