4 января 2010

Земное прошлое в капле лунной воды

Категория: Наука и технологии

Земное прошлое в капле лунной воды


Теперь можно начинать подводить научные итоги 2009 года: кандидат на первое место за исследования космоса уже есть — это эксперимент с бомбардировкой Луны. Самый близкий к нам и, казалось бы, наиболее изученный объект преподнёс сюрприз — под лунным грунтом нашли залежи водяного льда. Пятимесячный эксперимент NASA, к которому готовились несколько лет, дал блестящий результат.

В проекте исследования Луны принимали участие и российские специалисты из Института космических исследований.

9 октября 2009 года возле южного полюса Луны в районе кратера Кабеус упал «Центавр» — разгонный блок ракетоносителя «Атлас». Ещё через четыре минуты в этот же район совершил падение космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров LCROSS. Этой плановой катастрофой NASA завершило главный этап лунного эксперимента, который начался в июне 2009 года.

18 июня NASA запустило к Луне две межпланетные автоматические станции. Первый аппарат LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter, то есть «лунный орбитальный зонд») стал искусственным спутником Луны. Именно он наблюдал за падением своего «коллеги», которого учёные намеренно «уронили» на поверхность Луны. Главная задача LCROSS заключалась в том, чтобы успеть до разрушения передать на Землю данные, полученные от взрыва облаков лунной пыли и грунта, который образовался при ударе «Центавра». Так учёные намеревались окончательно подтвердить, есть ли на естественном спутнике Земли ледовые отложения.

Несмотря на то что на Луне нет атмосферы и вода, даже очутившись там случайно, занесённая другими кометам, должна была бы быстро испариться под воздействием солнечных лучей, учёные уже давно предполагали, что вода на Луне должна быть.

На это же указывали и затемнения на лунной поверхности. Как же могла сохраниться вода, если днём поверхность Луны раскаляется до +120 градусов Цельсия? В виде льда в районах вечной мерзлоты или в «холодных ловушках», как называют их планетологи. Это глубокие кратеры, образовавшиеся от падения метеоритов и комет. На их дно не проникают солнечные лучи. Вот вокруг этих кратеров и был шанс обнаружить воду.

Для того чтобы проверить эту версию, на LRO, кроме семи приборов, наблюдающих за Луной, установили нейтронный детектор LEND. Этот прибор, созданный в Институте космических исследований Российской академии наук, регистрирует нейтронное излучение, которое чрезвычайно чувствительно к атомам водорода. Под воздействием заряженных частиц и нейтронов вещество в том случае, если в нём много водорода, существенно меняет спектр вторичного нейтронного излучения. А там, где есть повышенное содержание водорода, можно с высокой вероятность найти и воду.

LEND заработал уже через день после того, как LRO оказался на орбите Луны. Но когда исследователи проанализировали данные, переданные LEND, выяснилась неожиданная вещь: предварительная карта затемнений поверхности спутника Земли, где предположительно могли сохраниться залежи льда, не совпадала с картой нейтронного излучения Луны, которую показывал LEND. По словам руководителя эксперимента LEND заведующего лабораторией космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН Игоря Митрофанова, LEND приблизился на 30 км к одной из «холодных ловушек» возле кратера Кабеус. Однако после анализа излучения нейтронов в этом районе выяснилось, что оно аналогично излучению, которое LEND регистрировал в хорошо освещённых районах, где воды быть совсем не должно. Объяснения этому факту не было. Стало очевидно, что природа Луны более сложная, чем считали планетологи.

Игорь Митрофанов предположил, что, возможно, водяной лёд следует искать не в тех точках, которые затенены сегодня, а там, где затемнения существовали на протяжении всей истории Луны. Возможно, со временем поверхностную воду, занесённую кометами, засыпало реголитом — лунным грунтом — слоем в 20—30 см. Под этим реголитом могла образоваться вечная мерзлота. Это означало бы, что вода в таких условиях могла бы сохраняться практически всегда. Если так, то залежи льда могут быть на глубине под всей поверхностью Луны. И если ранее учёные надеялись, как сказал разработчик LCROSS Энтони Колапрете, «найти воды хотя бы несколько чайных ложек», то теперь стоило задуматься о таре большего объёма.

Тот же LEND показал район, куда имело смысл наносить удар «Центавром» и LCROSS, чтобы взять грунт на анализ. Другие приборы, установленные на LRO, вели наблюдения за самой катастрофой. Переданные на Землю данные показали, что воды действительно довольно много. Как сообщил Энтони Колапрете, в кратере глубиной 20—30 м находится вода, которой хватило бы по меньшей мере на десяток шестилитровых бочонков.

Зрелище падения «Центавра» на Луну, безусловно, впечатляет. Однако почему так важно открытие воды на спутнике нашей планеты? У этого результата есть два важных значения — фундаментальное и практическое. Не исключено, что карта распределения повышенного содержания водорода отражает реликтовые области, образовавшиеся не сейчас, а за всё время существования Луны. И тогда, изучая его, мы можем увидеть исторический процесс накопления воды, а по анализу лунного грунта и воды можно будет восстановить картину образования Земли, развития Солнечной системы, а также происхождения жизни. Сейчас предстоит ответить на массу вопросов, сравнить лунную воду с земной, узнать, есть ли те самые «семена жизни», о которых так долго спорят физики и биологи.

Помимо экзистенциальных вопросов о нашем происхождении, у людей есть и более приземлённый интерес к Луне. Единственный земной спутник может быть использован в качестве перевалочной базы для освоения более дальних планет и местом для обустройства космической лаборатории. Есть, впрочем, и совсем фантастический план — превратить Луну в источник промышленного освоения. Например, получать на ней вещества, которые требуют большого расхода энергии. То есть перенести мощные энергетические установки на Луну, чтобы не загрязнять Землю. Для реализации любого из этих проектов понадобится огромное количество воды — для технических нужд, водородного топлива, для людей. И потому вопрос о том, как много на Луне воды и надолго ли этих запасов хватит, совсем не праздный.

Однако у обоих этих проектов сейчас немало противников. Одни космические «оптимизаторы» предлагают не тратить деньги на Луну, а готовиться сразу к полётам подальше, например на Марс или к Венере. Экологи с тревогой думают о том, как подействуют на земную атмосферу частые запуски ракет огромной мощности, если всё-таки будет принято решение о строительстве космической лунной базы. Решение о дальнейшем освоении Луны, судя по всему, будет рождаться в жарких спорах. И пока одни учёные будут спорить о будущем, другие, надеемся, сумеют заглянуть в отражённое в капле лунной воды далёкое прошлое и рассказать нам о том, кто мы и откуда.

chaskor


Вернуться назад »
  • Просмотров: 1592



Комментарии