Солнечная система (Астрономия и астрофизика) - Сурдин Владимир Георгиевич (читать книги онлайн бесплатно регистрация .txt) 📗
Есть проекты исследования Луны и в России. Возможно, в ближайшие годы к ней отправится космический аппарат, с борта которого в район южного полюса для изучения лунных льдов будут сброшены пенетраторы, подобные тем, что были установлены на российском зонде «Марс-96». В общем, космические исследования Луны продолжаются, и самое интересное, как всегда, впереди.
Возможна ли жизнь на Луне?
С давних пор, еще не имея представления о природе иных небесных тел, человек задавался вопросом — насколько похожи их условия на земные, и вообще — насколько широко распространена жизнь во Вселенной. В XIX в. популярна была точка зрения, что жизнь возможна в различных уголках Солнечной системы, в том числе и на Луне. Французский астроном и пропагандист науки Камиль Фламмарион (1842—1925) в своих книгах населял Луну разнообразными живыми существами. Английский писатель Герберт Уэллс (1866—1946) считал возможным присутствие на Луне существ, подобных муравьям. Но космические исследования рассеяли даже тень такой надежды: на Луне жизни нет и никогда не было!
Жизнь на Земле существует лишь потому, что на нашей планете есть достаточно плотная атмосфера и жидкая вода — универсальный растворитель органических веществ. На Луне нет ни того, ни другого! Ее масса в 81 раз меньше земной, а сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле. Небесное тело с таким слабым притяжением не способно удержать атмосферу. Лишь при падении крупных ледяных комет на Луну вокруг нее может возникать очень разреженная временная атмосфера. Но по прошествии нескольких тысячелетий, — срок ничтожный по космическим меркам, — этот газ покинет окрестности Луны.
Строго говоря, у Луны все же есть атмосфера: по исследованиям американских астронавтов концентрация газа в окололунном пространстве в тысячи раз превышает его концентрацию в межпланетном пространстве. В кубическом сантиметре окололунного пространства количество газовых частиц в ночное время превышает 105, а в дневное снижается до 104. Основные компоненты газовой оболочки Луны — водород, гелий, неон и аргон. Напомним, что у поверхности Земли концентрация молекул воздуха равна 2,7×1019 см—3. Иными словами, в литровой банке земного воздуха содержится столько же молекул, сколько в кубическом километре окололунного пространства!
Естественно, крайне разреженная атмосфера Луны не способна сгладить разницу дневной и ночной температуры поверхности. На лунном экваторе в полдень поверхность накалена до +130°С, а перед рассветом ее температура опускается до —170°С. Для сравнения: на Марсе, у которого плотность атмосферы в 200 раз меньше земной, суточное колебание температуры достигает 100°С. Впрочем, давления марсианской атмосферы недостаточно, чтобы на поверхности красной планеты могла существовать жидкая вода (хотя ученые не исключают, что в прошлом давление воздуха было выше, и на Марсе существовали океаны). Но условия для жизни на Луне всегда были значительно хуже марсианских.
Тем не менее, до получения результатов космических экспедиций существовали оптимисты, считавшие, что раньше на Луне условия для жизни были более благоприятны. Действительно, если предположить, что Луна содержала воду, то это могло способствовать развитию оригинальных лунных форм жизни или же земных организмов, каким-то образом занесенных на Луну (например, при сверхмощных извержениях земных вулканов или в результате взрывов, вызванных падением на Землю астероидов). Предполагалось, что за миллиарды лет, пока Луна теряла воду и атмосферу, микроорганизмы могли бы адаптироваться к условиям лунной поверхности…
Однако детальный химический анализ образцов лунного грунта, доставленных на Землю, ясно указал на отсутствие любых форм жизни на Луне. Ученые помещали лунный грунт в самые благоприятные для жизни условия: постоянная температура, обилие солнечного света и питательных веществ. Но лунные микробы никак себя не проявляли. Следы прошлой лунной жизни искали палеонтологи, используя мощные микроскопы. Но и они ничего не нашли. Единственное, что обнаружили ученые, — это простые органические соединения из атомов углерода, азота, кислорода и водорода. Но органики на Луне так мало, что ее происхождение легко объяснить и при отсутствии жизни.
Строение и история Луны. Поверхность Луны и ее недра
Доставку лунного грунта на Землю с большим нетерпением ожидали не только биологи и астрохимики, но и геологи. Еще бы, какого геолога оставят безразличным камни с иного небесного тела! Однако лунная минералогия оказалась довольно бедной: на Земле существует несколько тысяч минералов, а на Луне их пока открыто не более сотни. Впрочем, это легко объяснить: на Луне нет жидкой воды и атмосферы, поэтому условия формирования минералов там значительно менее разнообразны, чем на Земле. Впрочем, приятный сюрприз геологам Луна преподнесла: при анализе лунного грунта обнаружили несколько минералов, никогда не встречавшихся на Земле. Особенно интересно, что лунные частицы железа не страшатся действия земной атмосферы, тогда как изготовленные на Земле железные изделия легко ржавеют. Оказалось, что лунное железо не ржавеет (по-научному, не подвергается коррозии) потому, что его поверхность долго облучалась ионами — частицами солнечного ветра.
Это открытие имеет большое практическое значение, ведь сейчас каждая шестая мартеновская печь в мире работает на коррозию. Сейчас инженеры, имитируя лунные условия, учатся облучать потоком ионов важные металлические детали, чтобы сделать их устойчивыми к коррозии.
Лунный грунт детально исследован в лабораториях самыми современными методами. Основные обнаруженные в нем химические элементы — это кислород, кремний, железо, титан, магний, кальций и алюминий. Оказалось, что темные лунные материки сложены из базальтов — плагиоклаза, оливина, пироксена, ильменита. В лунных базальтах найдены благородные металлы — серебро и золото, но их содержание значительно меньше, чем в земных базальтах. Очень мало в лунных камнях и некоторых других металлов, например, индия и цинка. А грунт материковых районов Луны состоит из анортозитов — довольно редких на Земле минералов.
Анализ лунной пыли показал, что содержание легкого изотопа благородного газа гелий-3 в микронных лунных пылинках значительно превышает его содержание в земных породах. Это открытие взволновало ученых: ведь гелий-3 может служить прекрасным термоядерным топливом. Когда физики закончат создание работоспособного термоядерного реактора, Луна могла бы стать поставщиком топлива для них и обеспечить человечество энергией на многие сотни лет. Правда, при этом Луна, покрытая множеством фабрик по извлечению гелия, может потерять свое очарование.
А много ли на Луне пыли? По данным космических экспедиций, а также по наблюдениям радиоизлучения Луны установили, что ее поверхность покрывает слой пыли толщиной от нескольких миллиметров до десятка сантиметров. Значит, человек совершенно спокойно может ходить по поверхности нашего естественного спутника, не опасаясь утонуть в пыли. Благодаря тому, что лунная пыль крайне плохо проводит тепло, солнечные лучи не могут прогреть грунт на значительную глубину: в лунный полдень, когда температура на поверхности +130°С, на глубине в несколько сантиметров она чуть выше нуля. А на глубине в 1—2 м. температура грунта вообще не зависит от времени суток: там всегда холодно, около —15°С, но ведь будущие исследователи Луны могут поставить обогреватель в своей землянке (или лунянке?).
Интересные результаты дало изучение лунных камней под электронным микроскопом, который позволил различить форму мельчайших кристалликов. На поверхности лунных образцов найдены крохотные кратеры микронного размера, напоминающие своей формой крупные лунные кратеры, такие как Тихо или Коперник. Микрократеры на лунных камнях образуются от ударов быстрых межпланетных частиц микронного размера, для которых ничтожная газовая оболочка Луны не служит препятствием.
