Чи є життя на Місяці?

Сервейор

Автоматичні посадки з використанням  послідовності команд, керованих  радаром із замкнутим контуром, були великим технічним досягненням  того часу. "Сервейори" запускалися  за допомогою ракет "Атлас-Центавр" (криогенні верхні ступені "Атлас" були іншим технічним успіхом  того часу) і виводилися на перелітні  орбіти до Місяця. Посадкові маневри  починалися за 30 - 40 хвилин до посадки, головний гальмовий двигун уключався  радаром на відстані близько 100 кілометрів до крапки посадки.

Кінцевий  етап (швидкість зниження близько 5 м/с) проводився після закінчення роботи головного двигуна і скидання його на висоті 7500 метрів. Маса "Сервейора" при запуску складала близько 1 тонни  і при посадці - 285 кілограм. Головний гальмовий двигун являв собою  твердопаливну ракету масою близько 4 тонн Космічний апарат мав тривісну систему орієнтації.

Прекрасний  інструментарій уключав двох камер  для панорамного огляду місцевості, невеликий ківш для риття траншеї  в ґрунті і (в останніх трьох апаратах) альфа-аналізатор для виміру зворотного розсіювання альфа - часток з метою  визначення елементного складу ґрунту під посадковим апаратом. Ретроспективно результати хімічного експерименту багато чого прояснили в природі  поверхні Місяця і її історій. П'ять  із семи запусків "Сервейорів" були успішними, усі опустилися в екваторіальній зоні, крім останнього, котрий сіл у  районі викидів кратера Тихо на 41° 

Деякі з них передбачали експлуатацію місячних ресурсів у майбутньому  і направили свої зусилля на розробку процесів, що змогли б перетворити  місячний ґрунт у матеріали, придатні для будівництва, для виробництва  енергії і для ракетних двигунів. При плануванні повернення до досліджень Місяця без сумніву знайдуть застосування як автоматичні, так і пілотовані космічні апарати.

Людина на Місяці

 

Робота  над цією програмою почалася в  США наприкінці 60 - х років. Було прийняте рішення здійснити політ людини на Місяць і його успішне повернення на Землю протягом найближчих десяти років. Улітку 1962 року після тривалих дискусій прийшли до висновку, що найбільш ефективним і надійним способом є  вивід на навколомісячну орбіту комплексу  в складі командно - обчислювального  модуля, до складу якого входять  командний і допоміжний модулі, і  місячного посадкового модуля.

Першочерговою задачею було створення ракети носія, здатної вивести не менш 300 тонн на навколоземну орбіту і не менш 100 тонн на навколомісячну орбіту. Одночасно  велася розробка космічного корабля "Аполлон", призначеного для польоту американських  астронавтів на Місяць. У лютому 1966 року "Аполлон" був випробуваний у безпілотному варіанті. Однак те, що відбулося 27 січня 1967 року, перешкодило  успішному проведенню програми в  життя.

У цей день астронавти Э. Уайт, Р. Гаффи, В. Гриссом загинули при спалаху  полум'я під час тренуванню на Землі. Після розслідування причин іспити відновилися й ускладнилися. У грудні 1968 року "Аполлон - 8 (ще без  місячної кабіни) був виведений на селеноцентричну орбіту з наступним  поверненням в атмосферу Землі  з другою космічною швидкістю. Це був пілотований політ навколо  Місяця. Знімки допомогли уточнити місце майбутньої посадки на Місяць людей. 16 липня "Аполлон - 11" стартував  до Місяця і 19 липня вийшов на місячну  орбіту.

Екіпаж "Аполлон-11"

21 липня 1969 на Місяці уперше  висадилися люди - американські астронавти Н. Армстронг і Э. Олдрін, доставлені туди космічним кораблем "Аполлон-11". Екіпаж «Аполлона-11» (перед польотом): Командир - Нейл Олден Армстронг (Neil Alden Armstrong) (зліва). Пілот командного модуля - Майкл Коллінз (Michael Collins) (в центрі). Пілот місячного модуля - Едвін E. Юджин Олдрін молодший (Edwin Eugene Aldrin, Jr.) (Праворуч). Всі вони 1930 року народження.

  Космонавти доставили на Землю  кілька сотень кілограмів зразків  і провели на Місяці ряд  досліджень: виміру теплового потоку, магнітного полючи, рівня радіації, інтенсивності і складу сонячного  вітру (потоку часток, що приходять  від Сонця).

Виявилося, що тепловий потік з надр Місяцю приблизно втроє менше, ніж з  надр Землі. У породах Місяця виявлена залишкова намагніченість, що вказує на існування в Місяця в минулому магнітного полючи. На Місяці були залишені прилади, що автоматично передають  інформацію на Землю, у сейсмометри, що реєструють коливання в тілі Місяця.

 Сейсмометр

Сейсмометри зафіксували удари  від падінь метеоритів і "місяцетрясіння" внутрішнього походження. По сейсмічним даним було встановлено, що до глибини  в кілька десятків кілометрів Місяць складений щодо легкою "корою", а нижче залягає більш щільна "мантія". Це було видатне досягнення в історії освоєння космічного простору - уперше людина досягла поверхні іншого небесного тіла і пробула на ньому  більш двох годин.

Слідом  за польотом корабля "Аполлон-11" до Місяця протягом 3.5 - х років було спрямовано шість експедицій ("Аполлон-12" - "Аполлон-17"), п'ять з яких пройшли  цілком успішно. На кораблі "Аполлон-13" з-за аварії на борті довелося змінити  програму польоту, і замість посадки  на Місяць був зроблений її обліт  і повернення на Землю. Усього на Місяці побувало 12 астронавтів, деякі пробули  на Місяці кілька доби, у тому числі  до 22 годин поза кабіною, проїхали на самохідному апараті кілька десятків кілометрів.

Ними  був виконаний досить великий  обсяг наукових досліджень, зібрано  понад 380 кілограмів зразків місячного  ґрунту, вивчення яких займалися лабораторії  США й інших країн. Роботи над  програмою польотів на Місяць велися й у СРСР, але в силу декількох  причин не були доведені до кінця. Тривалість сейсмічних коливань на Місяці в кілька разів більша, ніж на Землі, видимо, зв'язана із сильною тріщинуватістю верхньої частини місячної "кори".

У листопаді 1970 АМС "Місяць-17" доставила  на Місяць у Море Дощів місячний самохідний апарат "Місяцехід-1", що за 11 місячних днів (чи 10.5 місяців) пройшов  відстань у 10 540 м і передав велику кількість панорам, окремих фотографій поверхні Місяця й іншу наукову інформацію. Установлений на ньому французький  відбивач дозволив за допомогою лазерного  променя вимірити відстань до Місяця з точністю до часток метра. У лютому 1972 АМС "Місяць-20" доставила на Землю зразки місячного ґрунту, вперше узяті у важкодоступному районі Місяця.

У січні 1973 АМС "Місяць-21" доставила  в кратер Лемонье (Море Ясності) "Місяцехід-2" для комплексного дослідження перехідної зони між морськими і материковими рівнинами. "Місяцехід-2" працював 5 місячних днів (4 місяці), пройшов відстань близько 37 кілометрів.

 

Місячний  грунт

Усюди, де робили посадки космічні апарати, Місяць покритий так називаним реголітом. Це різнозернистий уламково-пиловий  шар товщиною від декількох метрів до декількох десятків метрів. Він  виник у результаті дроблення, перемішування  і спікання місячних порід при  падіннях метеоритів і мікрометеоритів. Унаслідок впливу сонячного вітру  реголіт насичений нейтральними газами. Серед уламків реголіту знайдені частки метеоритної речовини. По радіоізотопах  було встановлено, що деякі уламки на поверхні реголіту знаходилися на тому самому місці десятки і сотні  мільйонів років.

Серед зразків, доставлених на Землю, зустрічаються  породи двох типів: вулканічні (лави) і  породи, що виникли за рахунок роздроблення і розплавлювання місячних утворень при падіннях метеоритів. Основна  маса вулканічних порід подібна  з земними базальтами. Очевидно, такими породами складені всього місячного  моря. Крім того, у місячному ґрунті зустрічаються уламки інших порід, подібних із земними і так називаним KREEP - порода, збагачена калієм, рідкоземельними  елементами і фосфором.

Очевидно, ці породи являють собою уламки речовини місячних материків. "Місяць-20" і "Аполлон-16", що зробили посадки  на місячних материках, привезли відтіля  породи типу анортозитів. Усі типи порід  утворилися в результаті тривалої еволюції в надрах Місяця. По ряду ознак місячні  породи відрізняються від земних: у них дуже мало води, мало калію, натрію й інших летучих елементів, у деяких зразках дуже багато титана і заліза. Вік цих порід, обумовлений  по співвідношеннях радіоактивних  елементів, дорівнює 3 - 4.5 млрд. років, що відповідає найдавнішим періодам розвитку Землі.

Внутрішня будівля  Місяця

 

Структура надр Місяця також визначається з  урахуванням обмежень, що накладають на моделі внутрішньої будівлі дані про фігуру небесного тіла і, особливо про характер поширення Р - і S - хвиль. Реальна фігура Місяця, виявилася  близької до сферично рівноважного, а  з аналізу гравітаційного потенціалу зроблений висновок про те, що її щільність несильно змінюється з  глибиною, тобто на відміну від  Землі немає великої концентрації мас у центрі.

Самий верхній шар представлений корою, товщина якої, визначена тільки в  районах улоговин, складає 60 км. Дуже імовірно, що на великих материкових  площах зворотної сторони Місяця кора приблизно в 1,5 рази могутніше. Кора складена виверженими кристалічними  гірськими породами - базальтами. Однак  по своєму мінералогічному складі базальти материкових і морських районів  мають помітні відмінності.

У той час як найбільш древні материкові райони Місяця переважно утворені світлою  гірською породою - анортозитами (майже  що цілком складаються із середнього й основного плагіоклазу, з невеликими домішками піроксену, олівіну, магнетиту, титаномагнетиту й ін.), кристалічні породи місячних морів, подібно земним базальтам, складені в основному плагіоклазами і моноклінними піроксенами (авгітами). Імовірно, вони утворилися при охолодженні магматичного розплаву на чи поверхні поблизу її.

При цьому, оскільки місячні базальти менш окислені, чим земні, це означає, що вони кристалізувалися з меншим відношенням  кисню до металу. У них, крім того, спостерігається менший зміст деяких летучих елементів і одночасно  збагаченість багатьма тугоплавкими елементами в порівнянні з земними породами. За рахунок домішок олівінів і  особливо ільменіту райони морів  виглядають більш темними, а щільність  їхніх порід, що складають, вище, ніж  на материках.

Самохідний апарат "Місяцехід - 1"

Під корою розташована мантія, у якій, подібно земний, можна виділити верхню, середню і нижню. Товщина верхньої мантії близько 250 км, а середньої  приблизно 500 км, і її границя з  нижньою мантією розташована  на глибині близько 1000 км. До цього  рівня швидкості поперечних хвиль  майже постійні, і це означає, що речовина надр знаходиться у твердому стані, представляючи собою могутню  і відносно холодну літосферу, у  якій довго не загасають сейсмічні  коливання.

« Місяцехід-1"

Склад верхньої мантії приблизно олівін-піроксеновий, а на більшій глибині присутні шніцель і мінерал, що зустрічається  в ультраосновних лужних породах, меліліт. На границі з нижньою мантією  температури наближаються до температур плавлення, звідси починається сильне поглинання сейсмічних хвиль. Ця область  являє собою місячну астеносферу.

У самому центрі, очевидно, знаходиться  невелике рідке ядро радіусом менш 350 кілометрів, через яке не проходять  поперечні хвилі. Ядро може бути залізосульфідним або залізним; в останньому випадку  воно повинно бути менше, що краще  погодиться з оцінками розподілу  щільності по глибині. Його маса, імовірно, не перевищує 2% від маси всього Місяця. Температура в ядрі залежить від  його складу і, видимо, укладена в межах 1300 - 1900 ДО.

Нижній  границі відповідає припущення про  збагаченість важкої фракції місячного  проторечовини сіркою, переважно  у виді сульфідів, і утворенні  ядра з евтектики Fe - Fe з температурою плавлення (слабко залежної від тиску) близько 1300 ДО. З верхньою границею краще погодиться припущення про  збагаченість проторечовини Місяця легкими металами (Mg, Са, Na, Аl), що входять  разом із кремнієм і киснем до складу найважливіших породоутворюючих мінералів  основних і ультраосновних порід - піроксенів і олівінів.

Останньому  припущенню сприяє і знижений зміст  у Місяці заліза і нікелю, на що вказує її низька середня площа.

На місяці знайшли життя!

 

 

Американський зонд LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) зафіксував присутність інею на дні приполярних місячних кратерів, куди ніколи не потрапляє сонячне світло, говориться в статті, опублікованій в Journal of Geophysical Research групою вчених з Південно-західного дослідницького інституту (США). 

 

У цьому інституті був  розроблений один з приладів на борту  LRO - LAMP (Lyman Alpha Mapping Project). Цей прилад фіксує ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі 121,6 нанометра - так звану лінію Лайман-альфа, яку випускають або поглинають атоми водню при переході електрона з однієї орбіти на іншу. Це випромінювання випускають зірки, а також атоми водню в міжпланетному просторі, і їх підсвічування дозволила LAMP "зазирнути" в найтемніші зони на Місяці - на постійно затінене дно приполярних кратерів. З 2009 року вчені з допомогою LRO, LCROSS і низки інших апаратів отримали свідоцтва присутності в цих зонах водяного льоду, а також низки інших речовин - чадного газу, кальцію, ртуті, магнію і срібла. 

 

Тепер дані LAMP дозволили  визначити, що водяний лід у формі  інею - замерзлої водяної пари - присутній  на місячній поверхні в цих кратерах. "Велика частина постійно затінених областей "червоніша", тобто сильніше відбиває в довгохвильовому ультрафіолетовому діапазоні, ніж не затінені регіони, що свідчить про присутність 1% -2% водяного інею на поверхні", - йдеться в статті.  

 

Керівник дослідження  Ренді Гледстоун (Randy Gladstone) з Південно-західного  інституту каже, що цей результат  став несподіваним для вчених: "Вважалося, що міжпланетне Лайман-альфа випромінювання руйнує водяний іній швидше, ніж  він встигав би накопичуватися", пишекореспондент. Нові дані показують, що водяний іній руйнується, щонайменше, в 16 разів повільніше, ніж вважалося раніше. Іншою несподіваною знахідкою приладу LAMP стали дані про високу пористість ґрунту в постійно затінених областях.