Поверхность луны была подробно исследована


Поверхность луны была подробно исследована

  • Солнечная система

Луна — единственный естественный спутник Земли. Самый близкий к Солнцу спутник планеты, так как у ближайших к Солнцу планет (Меркурия и Венеры) их нет. Второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планеты Солнечной системы. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км (0,002 57 а. е., ~ 30 диаметров Земли).

Русское слово Луна восходит к  слову «светлая». Греки называли спутник Земли Селеной, древние египтяне — Ях, вавилоняне — Син.

Луна уникальна во многом: своей яркостью на небосводе, приливным воздействием на нашу планету, малоизученной обратной стороной, а также своим возникновением.

Большинство правовых вопросов освоения Луны были разрешены в 1967 году Договором о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела.


Также юридический статус Луны описывает Соглашение о Луне от 1979 года.

Луна является самым близким и лучше всего изученным небесным телом и рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии.

История исследований

За движениями Луны на небе наблюдали еще астрономы Древнего Мира. Уже во II веке до н. э. Гиппарх исследовал движение Луны по звездному небу, определив наклон лунной орбиты относительно эклиптики, размеры Луны и расстояние от Земли, а также выявил ряд особенностей движения.

Поверхность луны была подробно исследована

Средневековые исследователи при помощи телескопа смогли выделить отдельные участки рельефа и составить первую лунную карту.

Одну из первых лунных карт составил Джованни Риччиоли в 1651 году, он же дал названия крупным темным областям, именовав их «морями».

В XIX веке появились первые снимки лунной поверхности, из которых был составлен фотографический атлас.

Изобретение космических аппаратов помогло расширить знания о Луне. Начиная с 1958 года, советские и американские исследователи запустили к ней несколько десятков автоматических и пилотируемых аппаратов, искусственных спутников и луноходов, что получило свое название в истории, известное как Лунная гонка.

Впервые удалось заглянуть на обратную сторону Луны в 1959 году, когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть ее поверхности.


Американская программа пилотируемого полета на Луну называлась «Apollo». Первая посадка произошла 20 июля 1969 года; последняя – в декабре 1972 года.

Поверхность луны была подробно исследована

Первым человеком, ступившим 21 июля 1969 года на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг, вторым – Эдвин Олдрин. Третий член экипажа Майкл Коллинз оставался в орбитальном модуле.

После того как в августе 1976 года советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта, следующий аппарат – японский спутник «Hiten» – полетел к Луне лишь в 1990 году.

3 января 2019 года, впервые на обратную сторону Луны была совершена мягкая посадка китайского посадочного модуля «Чанъэ-4» со вторым китайским луноходом «Юйту-2».

На посадочном модуле провели уникальный биологический эксперимент по выращиванию картофеля, арабидопсиса, рапса, хлопчатника (удалось прорастить лишь хлопчатник) и выведению мух-дрозофил, а также с дрожжами.


В рамках исследования Луны в настоящее время работают несколько луноходов и орбитальных зондов разных государств. В настоящее время к изучению Луны приступают частные компании, есть планы по организации космического туризма с полётами вокруг Луны на российских кораблях.

Paзмep, мacca  Луны

Поверхность луны была подробно исследована

Cлeдуeт изучить xapaктepиcтику и пapaмeтpы Луны. По геометрической форме Луна близка к шару, средний радиус которого 1738 км, что примерно в 3, 68 раз меньше, чем радиус Земли.

Объем Луны 2, 2×1010 км3, площадь ее поверхности 3, 769×107 км2 . Масса спутника Земли составляет 7,3476*1022 кг (в 81,3 раз меньше массы Земли).  Угловой радиус видимого с Земли диска Луны (при среднем расстоянии между ними) равен 31’05».

Пoкaзaтeль плoтнocти – 3,35 г/cм.куб. (нa втopoм мecтe cpeди лун пocлe Иo). Ускорение свободного падения на поверхности составляет g = 1,63 м/с.кв (17% oт зeмнoго). Тяготение Луны не смогло удержать ее атмосферу, если она когда-то и была.

Движение Луны

Поверхность луны была подробно исследована

Луна вращается вокруг Земли по орбите, большая полуось которой равна 383000 км (эллиптичность 0,055). Плоскость лунной орбиты наклонена к плоскости эклиптики под углом 5°09.

Периодическое изменение размеров лунной орбиты: перигея от 363,10 тыс. км, апогея от 405,70 тыс. км;


Период вращения равен 27 суток 7 часов 43 минуты. Это сидерический или звездный период. Период синодический – период смены лунных фаз – равен 29 суток 12 часов 44 минуты.

Период вращения Луны вокруг своей оси равен сидерическому периоду.

Поскольку время одного оборота Луны вокруг Земли точно равно времени одного оборота ее вокруг оси, Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной.

Поверхность луны была подробно исследована

Луна – самый заметный объект на небе после Солнца. Максимальная звездная величина равна – 12,7m.

Экcцeнтpиcитeт – 0.0549, a opбитaльный путь oxвaтывaeт З56400 – З70400 км (пepигeлий) и 40400 – 406700 км (aфeлий). Ha пoлный oбxoд вoкpуг плaнeты уxoдит 27.З21582 днeй. K тoму жe cпутник нaxoдитcя в гpaвитaциoннoм блoкe, тo ecть вceгдa cмoтpит нa нac oднoй cтopoнoй.

Поверхность Луны

Поверхность Луны можно поделить на 2 вида:

  • совсем древняя горная область с огромным числом кратеров (лунные материки);
  • условно ровные и юные лунные моря.

Лунные моря, которые составляют приблизительно 16% всей плоскости Луны, — это огромные кратеры, образовавшиеся в следствии столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены лавой.

Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться

Крупная часть поверхности прикрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых осколков, полученных из столкновений с метеоритами. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.

По непонятной причине лунные моря сосредоточены на обращенной к нам стороне.

Большая часть кратеров на обращенной к нам стороне называется именами известных людей в истории наук, физика, астрономия, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Особенности рельефа на обратной стороне обладают наиболее современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королев — в основном это российские названия, так как первые фотографии были сделаны русским кораблем Луна-3.

На обратной стороне Луны содержится большой бассейн кратеров размером 2250 километров в диаметре и 12 км глубиной — это самый большой бассейн, появившийся в результате столкновения, в Солнечной системе.


Также отделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, равнины и трещины, которые именуются лунными бороздами.

До получения образцов лунной почвы, ученые ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна.

Карта

Лунный ландшафт своеобразен и уникален. Луна вся покрыта кратерами разного размера — от микроскопических до сотен километров в диаметре. Долгое время учёные не могли получить сведений об обратной стороне Луны. Это стало возможным лишь с появлением космических аппаратов.

Поверхность луны была подробно исследована

Сейчас уже созданы очень подробные карты обоих полушарий спутника. Подробные лунные карты составляют для того, чтобы в будущем подготовиться к высадке и колонизации человеком Луны — удачного расположения лунных баз, телескопов, транспорта, поиска полезных ископаемых и т. п.

Внутреннее строение

Благодаря размеру и составу,  Луну иногда относят к планетам земной группы. Изучая геологическое строение Луны, можно многое узнать о строении и развитии Земли.

Плотность Луны сравнима с плотностью земной мантии. Поэтому у Луны или нет, или очень малозначимое железное ядро. Внутреннее строение Луны изучено по сейсмическим данным, переданным на Землю устройствами космических экспедиций «Аполлон». Толщина коры Луны в среднем составляет 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне.


Поверхность луны была подробно исследована

Толщина верхней мантии 400 км. В ней сейсмические скорости находятся в зависимости от глубины и сокращаются в связи от расстояния. Толщина средней мантии около 600 км. В средней мантии сейсмические скорости неизменны. Нижняя мантия расположена ниже 1100 км.

Ядро Луны, начинающееся на глубине 1500 км, вероятно, жидкое. Оно практически не включает в себя железо. В следствии этого Луна обладает весьма слабым магнитным полем, не превышающее одной десятитысячной части земного магнитного поля. Зарегистрированы местные магнитные аномалии.

Состав лунного грунта существенно отличается в морских и материковых районах Луны. В лунных породах мало воды. Луна также обеднена железом и летучими компонентами

Пещеры

В 2009 году японским зондом Кагуя обнаружено отверстие в поверхности Луны, расположенное недалеко от вулканического плато Холмы Мариуса, предположительно ведущее в тоннель под поверхностью.

Диаметр отверстия составляет около 65 метров, а глубина, предположительно, 80 метров.

Учёные считают, что подобные тоннели сформированы путём затвердевания потоков расплавленной породы, где в центре застыла лава. Данные процессы происходили в период вулканической активности на Луне.


Поверхность луны была подробно исследована

Подобные тоннели могут послужить для колонизации, благодаря защите от солнечной радиации и замкнутости пространства, в котором проще поддерживать условия жизнеобеспечения.

Похожие отверстия имеются и на Марсе.

Лунотрясение

Колебания лунной поверхности продолжительны по времени, могут длиться более часа.

Лунотрясения можно разделить на четыре группы:

  • приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли;
  • тектонические — нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны;
  • метеоритные — из-за падения метеоритов;
  • термальные — их причиной служит резкий нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.

Наибольшую опасность для возможных обитаемых станций представляют тектонические лунотрясения. Сейсмографами НАСА за 5 лет исследований было зарегистрировано 28 подобных лунотрясений. Некоторые из них достигают магнитуды 5,5 и длятся более 10 минут. Для сравнения: на Земле подобные землетрясения длятся не более двух минут.

Aтмocфepa Луны

Поверхность луны была подробно исследована

У Луны ecть cлaбый cлoй aтмocфepы (экзocфepa), из-зa чeгo пoкaзaтeль тeмпepaтуpы cильнo кoлeблeтcя: oт -15З°C дo 107°C. Aнaлиз пoкaзывaeт нaличиe гeлия, нeoнa и apгoнa. Пepвыe двa coздaютcя coлнeчными вeтpaми, a пocлeдний – pacпaд кaлия. Taкжe ecть дaнныe o зaмopoжeнныx вoдныx зaпacax в кpaтepax.

Физические поля Луны


Наиболее тщательно исследовалось гравитационное поле Луны, что объясняется не только потребностями космонавтики, но и дает важную информацию об особенностях строения Луны. Эти исследования выявили нецентральность гравитационного поля, обусловленную неоднородностью плотности недр.

Ускорение силы тяжести на поверхности Луны составило 1, 623 м/с2, то есть в 6 раз меньше, чем на Земле.

Магнитное поле Луны по имеющимся оценкам является весьма слабым и составляет примерно 0, 1% Магнитного поля Земли, что соответствует напряженности магнитного поля, не превышающей 0, 5 гамм.

Поверхность луны была подробно исследована

Электрическое поле у поверхности Луны не измерялось, но существуют теоретические указания на то, что из-за значительного приливного воздействия со стороны Земли внутри Луны должно произойти перераспределение электрических зарядов, приводящее к образованию над ее поверхностью электрического поля с напряженностью в некоторых точках порядка киловольта на метр.

Луна светит отраженным солнечным светом; визуальное сферическое альбедо равно 0, 075, то есть Луна отражает всего 7, 5% падающих на нее солнечных световых лучей.


Отражение падающего от внешнего источника света довольно заметно преобладает в направлении к этому источнику; по этой причине Луна ярче всего в полнолуние. Собственное тепловое излучение Луны незначительно (соответствует температуре не выше 100 К).

Teopии oбpaзoвaния Луны

Macштaбный удap

Этo глaвнaя идeя, у кoтopoй бoльшe вceгo cтopoнникoв.

Поверхность луны была подробно исследована

Зeмля пoявилacь из пылeвoгo и гaзoвoгo oблaкa. Toгдa Coлнeчнaя cиcтeмa пpeдcтaвлялa coбoю нacтoящee пoлe бoя, в кoтopoм oбъeкты пocтoяннo cтaлкивaлиcь, cливaлиcь и мeняли opбиту. Oдин из ниx пoпaл в Зeмлю, кoтopaя кaк paз тoлькo cфopмиpoвaлacь.

Удapный oбъeкт paзмepoм c Mapc нaзывaют Teйя.

Пpи cтoлкнoвeнии oт нaшeй плaнeты oтдeлилиcь куcки кopы. Гpaвитaция нaчaлa пpитягивaть иx, пoкa нe oбpaзoвaлcя цeлocтный oбъeкт. Этo oбъяcняeт, пoчeму Лунa coздaнa из бoлee лeгкиx элeмeнтoв, a тaкжe oблaдaeт мeньшeй плoтнocтью, чeм Зeмля.

Koгдa мaтepиaл cкoнцeнтpиpoвaлcя вoкpуг ocтaткoв ядpa Teйи, тo зaдepжaлcя oкoлo плocкocти зeмнoй эклиптики и стал Луной

Coвмecтнoe фopмиpoвaниe

Поверхность луны была подробно исследована

Плaнeты и cпутник мoгут фopмиpoвaтьcя oднoвpeмeннo. To ecть, гpaвитaция зacтaвлялa куcoчки cгущaтьcя и пapaллeльнo coздaвaлиcь двa oбъeктa.

B тaкoм cлучae, cпутник будeт oблaдaть пoxoжим c плaнeтoй cocтaвoм и нaxoдитьcя нeпoдaлeку. Ho Лунa вce жe мeнee плoтнaя, чeгo нe дoлжнo быть, ecли oни пoявилиcь c oдинaкoвыми тяжeлыми элeмeнтaми в ядpe.

Зaxвaт

Поверхность луны была подробно исследована

Kacaтeльнo иcтopии Луны ecть мнeниe, чтo зeмнaя гpaвитaция мoглa cxвaтить пpoлeтaющee мимo тeлo (тaк былo c мapcиaнcкими Фoбocoм и Дeймocoм). Cкaлиcтoe тeлo мoглo cфopмиpoвaтьcя в дpугoм мecтe нaшeй cиcтeмы и втянулocь в зeмную opбиту.

Этa тeopия oбъяcняeт paзличиe в cocтaвax. Ho и здecь ecть нecтыкoвки, вeдь oбычнo тaкиe oбъeкты имeют cтpaнную фopму, a нe cфepичecкую. Дa и opбитaльный путь нe вcтpaивaeтcя в эклиптику.

Луна в астрологии

С астрономической точки зрения Луна не является планетой, а всего лишь спутником Земли. Однако в астрологии её часто именуют планетой дабы избежать путаницы. Или просто говорят Луна.

Луна отражает жизнь и дарит настроение, эмоции, преданность. Особенно Луна сильно влияет на женское начало, материнство и является главенствующим фактором в натальной карте.

Поверхность луны была подробно исследована

Она показывает эмоциональную реакцию на все происходящее в мире, когда чувства сдерживают или мотивируют на какие-либо действия. Также Луна символизирует  отношения ребенка и матери, а в мужском гороскопе показывает супругу, беременность и чувство интуиции.

Луна может помочь познать единое целое в мире, а не обращать внимание на его части. Она требует, чтобы человек стал именно тем, о чем он мечтает, а не тем, что от него требуют.

 Луна способна управлять теми профессиями, которые принадлежат к морским.

Все женские органы управляются Луной. Болезни, которые возникают у женщины. находятся в прямой зависимости от свойств Луны. Цикл и период обращения вокруг каждого знака зодиака составляет 28 дней.

Луна считается очень важной в ведической астрологии. Она приносит финансовое благополучие и комфорт, управляет жизнью человека. Ее положение во время рождения человека оказывает влияние на восприятие его реальности.  Очень важно, какая была Луна в момент рождения человека, убывающей или растущей.

Поверхность луны была подробно исследована

  • Средний диаметр Луны составляет 3475 км. Она занимает пятое место в списке крупнейших спутников Солнечной системы — больше нее лишь Ганимед, Титан, Каллисто и Ио.
  • Масса Луны в 81 раз меньше массы Земли, объем — почти в 50 раз.
  • Площадь поверхности Луны равна 58 миллионам квадратных километров. Это больше площади Африки, но меньше площади Азии.
  • Согласно данным радиоизотопного анализа лунных образцов, кратер Тихо с его знаменитый лучевой системой сформировался 108 млн лет назад, когда на Земле еще царили динозавры.
  • Луна кажется нам очень ярким телом. Но на самом деле отражательная способность (альбедо) ее поверхности составляет всего 13%, что почти втрое меньше альбедо Земли. Поэтому на их совместных фотографиях яркость Луны зачастую специально увеличивают.
  • Свыше 40% видимой стороны Луны занимают моря — темные низменные участки, покрытые застывшими лавовыми отложениями.
  • Обратная сторона Луны заметно отличается от видимой. В среднем она выше, на ней расположено большинство крупнейших лунных кратеров, но в то же время там находится лишь два моря.
  • Сейчас у Луны нет магнитного поля. Однако анализ образцов лунного грунта показал, что в далеком прошлом она обладала собственным магнитным полем, которое даже превосходило по силе земное.
  • На Луне бывают лунотрясения, однако по сравнению с земными, они очень слабы. Максимальная оценка их составила 5,5 баллов по шкале Рихтера. Причины лунных «землетрясений» до сих пор не выяснены.
  • Первыми живыми существами, облетевшими Луну, стали среднеазиатские степные черепашки, находившиеся на борту советского космического корабля «Зонд-5», запущенного 15 сентября 1968 г. Компанию им составили мухи-дрозофилы, жуки-хрущаки, различные растения, семена и микроорганизмы.

Поверхность луны была подробно исследована

  • За всю историю пока лишь 12 человек ступали на поверхность Луны. Всего же в экспедициях к нашему естественному спутнику участвовали 24 астронавта.
  • Единственный человек, похороненный на Луне — известный американский астроном и геолог Юджин Шумейкер. Проблемы со здоровьем помешали ему совершить межпланетные полеты. После смерти его прах в капсуле был доставлен межпланетной исследовательской станцией Lunar Prospector на Луну в 1998году.
  • Луна удаляется от нашей планеты со скоростью примерно 3,8 см в год. Примерно через 600 млн лет ее видимый размер на небе уменьшится настолько, что это сделает невозможным наблюдение с Земли полных солнечных затмений.
  • На Луне нет влаги и почва там абсолютно сухая, поэтому там ничего не может расти. Но образцы лунной почвы, привезенные на Землю, показывают, что лунная почва вполне пригодна для выращивания растений.
  • Сегодня смартфоны гораздо более мощные, чем компьютеры, используемые для посадки «Аполлона» на Луну.

Видео



Источник: asteropa.ru

Введение

Луна как естественный спутник Земли обладает уникальными свойствами и ресурсами, необходимыми для выживания и развития человечества. Проблема исследований и освоения Луны — сложная, актуальная, имеет длинную предысторию, теоретические и практические аспекты. Она на повестке мирового сообщества в XXI веке: в США, России, КНР, ЕС, Индии, Японии и других странах началась новая «лунная гонка».

Известно множество исследований, проектов, технологий и соответствующих публикаций сторонников освоения Луны, среди которых: С. П. Королёв, В. П. Глушко, Б. Е. Черток, Э. М. Галимов, Л. М. Зелёный, И. Маск и другие, их число растет. В 2019 году тема освоения Луны важна и в связи с юбилейными датами — достижениями в истории освоения Луны, новыми проектами и результатами полетов на Луну (КНР, Израиля, Индии и др.), планами США обеспечить присутствие людей на Луне к 2024 году, разработкой в РФ проекта лунной программы [1-14].

Освоение Луны – процесс исследования и использования человечеством ее свойств и ресурсов в земной и космической деятельности (КД), в том числе для расселения вне Земли. Изучение процесса освоения Луны необходимо для анализа, прогноза, коррекции КД в России и мире, перехода к новым технологиям, экспансии на Луну, Марс и далее.

Ситуация интересна, сложна и противоречива. Луна – идеальный объект для освоения с чистого листа: почти нетронутая поверхность и окружающая среда (ОС), без биосферы, территориальных, политических и экономических границ. Но человечество до сих пор не договорилось, как осваивать Луну, а процесс освоения уже идет.

Для успешного и эффективного освоения необходимы новые правила игры, общая стратегия и единый большой проект, значительные средства и новые технологии, объединение и распределение усилий мирового сообщества, сотрудничество космических и других государств в балансе с решением насущных проблем на Земле.

1. Краткая история и периодизация исследований и освоения Луны

Целенаправленные исследования Луны начались более 2200 лет назад на основе визуальных наблюдений и математических вычислений. В III веке до н. э. Аристарх Самосский определил расстояние до Луны и ее диаметр. В 1610 году Галилео Галилей с помощью своего телескопа впервые обнаружил горы и кратеры на Луне (по: [1, с. 44-45, 136-137]). Впоследствии учеными были составлены подробные карты поверхности видимой стороны Луны, причем с середины XIX века — на основе фотографий, а обратную сторону начали исследовать с применением космической техники в 1959 году [3, 4, 6, 7].

Поверхность луны была подробно исследована

 Фантастический образ до начала освоения Луны.

Иллюстрация к роману Ж. Верна «Вокруг Луны» (1869)

1-й период исследования и освоения Луны до начала космической эры (до конца 50-х гг. XX века). Визуальные и инструментальные наблюдения Луны с Земли (с ее поверхности, затем и с летательных аппаратов в атмосфере), возникновение идей, концепций, гипотез, теорий, произведение расчетов, измерений, оценок, связанных с происхождением, эволюцией и свойствами Луны.

2-й период исследования и освоения Луны в космическую эру (с конца 50-х гг. XX века). В дополнение к исследованиям с Земли началось применение беспилотных и пилотируемых космических аппаратов, в том числе и с участием людей, в окололунном пространстве и на Луне.

2019-й – год важных дат лунной истории: 60 лет первых полетов автоматических станций к Луне и 50 лет первой высадки людей на Луну

2019-й – год важных дат лунной истории: 60 лет первых полетов автоматических станций к Луне. «Луна-1» пролетела примерно в 6000 километров, «Луна-2» достигла поверхности Луны, «Луна-3» сделала и передала первые фотографии обратной стороны Луны (1959, СССР). 50 лет первой высадки людей на Луну и первого шага человека по ней (Н. Армстронг, 1969, Apollo-11, США) [3, 4, 6, 7].

В 60-70-х гг. XX века происходила первая «лунная гонка» с участием СССР и США за приоритет в освоении Луны, доставке на нее первого человека и флага страны. Эту гонку выиграли США.

В нашей стране в тот период были разработаны проекты освоения Луны, в том числе лунных баз и поселений, которые не реализовались (например, большой проект «Барминград» ).

В 10-х гг. XXI века, в наступающем третьем периоде космической эры, началась новая, вторая всемирная «лунная гонка». Ее сверхзадача — «второе пришествие» человека на Луну и создание там постоянной инфраструктуры, баз, промышленности, полноценного космического хозяйства — в дополнение к земному хозяйству человечества, в парадигме освоения космоса и создания космического человечества [8, 15].

2.       Общая модель процесса освоения Луны

Кроме существующих моделей Луны как объекта исследования и освоения, необходима общая модель процесса освоения Луны, которая должна охватывать основные сценарии, приоритеты, перспективы и т.д. В отличие от известных стратегий и проектов промышленного освоения Луны (например, см.: ), предлагается «всеобъемлющий» подход и сверхглобальный проект полного освоения Луны человечеством (см. также в п. 3).

 Сценарии. Есть два основных сценария освоения Луны:

            Первый сценарий. Сбалансированный, «дедуктивный». Разработка и принятие общих правил игры, разрешений и ограничений на освоение Луны, поверхности, недр, ресурсов с учетом приоритетов, зонирования, этапов, экологических и других аспектов, создание общих институтов под эгидой ООН, совместная деятельность на Луне под контролем международных институтов при минимизации противоречий и конфликтов.

            Второй сценарий. Экстремальный, «индуктивный». Торможение и/или игнорирование общих правил игры, хаотическое освоение Луны, ее территории и ресурсов традиционным путем реализации права первого и сильного – по аналогии с опытом экспансии на Земле, например золотой лихорадки. «Лунная лихорадка», направленная на выделение, захват и монопольное хищническое использование наиболее ценных участков и ресурсов, породит множество противоречий и острых конфликтов, в том числе военных.

Возможны различные варианты реализации для каждого сценария. Условно выделим минимальный, оптимальный, максимальный варианты, которые могут прорабатываться с учетом приоритетов и других аспектов освоения Луны.

Приоритеты освоения Луны необходимо формировать и корректировать на основе ценностного подхода, с учетом зонирования ее территории, этапов, рисков, ограничений, экономических и технологических возможностей, перспектив и т.д.

Зонирование территории для эффективного освоения Луны необходимо в целях: 1) размещения научной, производственной, жилой, транспортной инфраструктуры, а также системы защиты от астероидно-кометной опасности; 2) добычи полезных ископаемых; 3) защиты и восстановления ОС; 4) поиска и сохранения объектов и памятников природного и культурного наследия (к ним относятся: уникальные природные объекты — ландшафты, горные породы, кратеры, вершины гор, пещеры, метеориты и др.; первые технические объекты на Луне и следы ее освоения). В России и мире ведется зонирование территории Луны на основе картографирования, зондирования поверхности и недр, разведки, оценки полезных ископаемых, в том числе распределения воды, металлов и т.д. Определены места для постоянных лунных баз, поселений людей в районе Южного полюса с учетом комплекса факторов (ландшафта, рельефа, освещенности, видимости с Земли, наличия воды и других полезных ископаемых), важные участки на полюсах и обратной стороне Луны и др. [2-4, 6, 7].

Перспективы освоения Луны представим как оптимистический прогноз из трех этапов:

Первый этап. Создание научной, промышленной, обитаемой инфраструктуры, постоянных научных баз, промышленных объектов, поселений людей, то есть космического хозяйства на Луне, информационных, энергетических, транспортных коммуникаций в системе «Земля + Луна», с применением новых технологий (роботов, 3D-печати и др.), — в XXI – XXII веках.

Второй этап. Полное включение Луны, ее космического хозяйства в хозяйство земной цивилизации человечества, в XXII — XXIII веках.

Третий этап. Создание автономной космической цивилизации – космического человечества с постоянной жизнью людей на Луне — с XXIII — XXVI веков.

Риски и ограничения в процессе освоения Луны: политические, экономические, технологические, военные, медико-биологические, социальные, социокультурные, экологические и др. Управление ими имеет особое значение для безопасности и выживания людей на Луне, включая ее колонизацию и репродукцию людей в перспективе.

3.     Единый сверхглобальный проект «Освоение Луны»

Сверхглобальный проект «Освоение Луны», предложенный автором в 2018 году [8, p. 98-99], охватывает все множество проектов освоения Луны и будет реализовываться человечеством веками, вплоть до ее полного освоения (оптимистический прогноз).

Цель и сверхзадача сверхглобального проекта: полное включение Луны в сферу КД для исследований, использования ее природных ресурсов, расселения людей, отработки новых технологий, техники, систем жизнедеятельности, безопасности, для экспансии на Марс и т.д.

Данный сверхглобальный проект необходимо реализовать во «всеобъемлющей» постановке, по первому – сбалансированному — сценарию в виде трех этапов, изложенных в п. 2 «Общая модель процесса освоения Луны».

Предстоит идти в дальний космос через освоение Луны: назрело ее включение в космическое хозяйство в дополнение к земному, в структуру системы защиты Земли от астероидно-кометной опасности и т.д.

Целесообразно использовать опыт исследований Луны в XX-XXI веках, новые знания, технологии, проекты, заделы. Лидирующими акторами процесса освоения Луны могут стать новое космическое сообщество — государство Asgardia и Всемирный космический союз .

Для реализации сверхглобального проекта «Освоение Луны» вначале предстоит создать новые правила игры, институты общества, технологии, в том числе для жизнедеятельности и безопасности людей на Луне. Затем — надежные, эффективные коммуникации, взаимодействие с Землей, научную, промышленную деятельность на основе местных ресурсов, далее — постоянные базы, поселения людей на Луне, организовать использование и охрану ОС c учетом особенностей Луны, околоземного, окололунного пространств, с применением новых экологичных, чистых технологий и проектов [8, 10].

4.     Экологичные технологии и проекты освоения Луны

Методологический аспект. Экологичные, чистые, «зеленые» технологии и проекты автор исследует по плановой НИР в ИИЕТ РАН по госзаданию с 2019 года .

Экологичные технологии и проекты — соответствующие экологическим нормам или опережающие их, не оказывающие вредного воздействия на ОС, жизнь и здоровье людей или оказывающие меньшее негативное воздействие по сравнению с другими .

Классификация экологичных, чистых технологий и проектов освоения Луны с учетом их целевого назначения охватывает весь спектр КД и включает следующие основные разделы: 1) исследования Луны и других объектов; 2) транспорт; 3) создание инфраструктуры на Луне; 4) энергетика (в том числе для Земли и для Луны); 5) обеспечение жизнедеятельности и безопасности людей; 6) добыча, переработка, использование природных ресурсов; 7) защита и восстановление ОС; 8) сохранение природного и культурного наследия.

Исторический аспект. Источниковой базой исследований по теме являются публикации по освоению Луны, патенты и проекты, значительная часть которых доступна в Интернете. Составлена источниковая база: более 100 публикаций (в том числе современных) и около 100 патентов и проектов, связанных с освоением Луны в России и мире в XX-XXI веках. Ведется их систематизация, выделяются и исследуются наиболее важные .

Практический аспект. Исследование экологичных, чистых технологий и проектов необходимо для экологизации процесса освоения Луны, экологической оценки и коррекции космических проектов и программ в России и мире. До настоящего времени вопросам экологизации КД при исследовании и освоении Луны не уделялось должного внимания. Вместе с тем есть множество примеров экологичных технологий и проектов, достойных изучения и активного практического использования.

Примеры экологичных, чистых технологий и проектов освоения Луны, разработанных в России и мире в XXXXI веках. Выделим и приведем пять важных примеров:

1. «Космический лифт». Существует множество проектов и технологий создания, в том числе на основе тросовых систем. Выделим проект транспортной системы «Земля – Луна», согласно которому верхний терминал закреплен на Луне (А. А. Багров, А. В. Багров, В. А. Леонов, Россия, 2012 ). См. рис. 1.

Поверхность луны была подробно исследована

Рис. 1 . «Космический лифт» — транспортная система «Земля – Луна»

2.  Солнечная электростанция на Луне. «Лунный пояс» из солнечных батарей, ширина ~ 400 км, ~ 11000 км вокруг экватора (Shimizu Corp., Япония, 2013 ). См. рис. 2.

Поверхность луны была подробно исследована

Рис. 2. Солнечная электростанция на Луне («лунный пояс»)

3. Создание сооружений на Луне из местных ресурсов (реголита). Технология 3D-печати принтерами. Многокупольная лунная база (Nick Spall, 2018 ). См. рис. 3.

Поверхность луны была подробно исследована

Рис. 3. Multi-dome lunar base being constructed based on the 3D printing concept. Once assembled, the inflated domes are covered with a layer of 3D-printed lunar regolith by robots to help protect the occupants against space radiation and micrometeoroids

4. Перспективный вариант лунной базы с искусственной гравитацией на уровне земного тяготения. Центрифуга «ГравиСити» (А. О. Майборода, директор компании AVANTA, Россия, 2016 ). См. рис. 4.

Поверхность луны была подробно исследована

Рис. 4. Вариант лунной базы с искусственной гравитацией на уровне земного тяготения. Центрифуга «ГравиСити»

5. «Космические заповедники» на Луне. Проект зонирования поверхности Луны и окололунного пространства с выделением в ОС территорий охраны дикой природы космоса с режимом ограничения или полного запрета технической деятельности и природопользования в целях сохранения объектов природного и культурного наследия, в том числе памятников науки и техники на Луне (первые публикации автора в 2003-2012 гг., подробнее см.: [5, с. 202-215, 378-381]).

Основные результаты, выводы и рекомендации

1.       Проблема освоения Луны имеет длительную предысторию, актуальна для мирового сообщества и России в XXI веке, началась новая «лунная гонка». Кратко рассмотрена история и сделана периодизация процесса исследований и освоения Луны.

2.       Человечеству необходимо объединить усилия и ресурсы и совместно осваивать Луну по новым правилам игры, включающим политические, экономические, технологические, военные, медико-биологические, социокультурные, экологические аспекты, а также сохранение природного и культурного наследия, по единому всемирному проекту.

3.       Предстоит разработать и принять принципиально новое международное соглашение об освоении Луны под эгидой ООН, с созданием специальных институтов, охватывающих государства, корпорации, сообщества людей. Лидирующими акторами могут стать космическое государство Asgardia и Всемирный космический союз.

4.       Предложены: «всеобъемлющий» подход, общая модель процесса освоения Луны и единый сверхглобальный проект «Освоение Луны», классификация экологичных, чистых технологий и проектов, а также дано описание ряда важных примеров.

5.       Для эффективного освоения Луны следует использовать новые экологичные, чистые технологии и проекты, целесообразно продолжить их исследования, разработку, внедрение в целях науки, образования и практики.

6.       Целесообразно создать международный институт проблем освоения Луны.

Литература

1.     Берри А. Краткая история астрономии / пер. с англ. С. Г. Займовского, под ред. и с доп. Р. В. Куницкого. 2-е изд. М. – Л.: Гос. изд-во техн.-теорет. лит., 1946. 363 с.

2.   Космонавтика XXI века: попытка прогноза развития до 2001 года / под ред. Б. Е. Чертока. М.: РТСофт, 2010. 864 с.

3.   Луна – шаг к технологиям освоения Солнечной системы / под науч. ред. В. П. Легостаева и В. А. Лопоты. М.: РКК «Энергия», 2011. 584 с.

4.   Зеленый Л.М., Хартов В.В., Митрофанов И.Г., Долгополов В.П. Луна: исследование и освоение. Вчера, сегодня, завтра, послезавтра // Природа. 2012. № 1. С. 23–29.

5.    Кричевский С.В. Аэрокосмическая деятельность. Междисциплинарный анализ. М.: ЛИБРОКОМ, 2012. 384 с.

6.   Госкорпорация РОСКОСМОС [Электронный ресурс]. URL: https://www.roscosmos.ru/ (Дата обращения: 30.06.2019).

7.   NAСA (США) [Электронный ресурс]. URL: https://www.nasa.gov/ (Дата обращения: 30.06.2019).

8.   Krichevsky S. Super Global Projects and Environmentally Friendly Technologies Used in Space Exploration: Realities and Prospects of the Space Age // Philosophy and Cosmology. 2018. Vol. 20. Pp. 92–105.

9.   Мержанов А.И. Лунная база «Барминград». Проект, опередивший время // Воздушно-космическая сфера. 2018. № 2. С. 108-117.

10.  Кричевский С.В. Экологичные аэрокосмические технологии и проекты: методология, история, перспективы // Воздушно-космическая сфера. 2018. № 3. С. 78-85.

11.  Патент № 121233 РФ. Транспортная система «Земля – Луна» / Багров А. А., Багров А. В., Леонов В. А. Опубликовано 20.10.2012. Бюлл. № 29. 22 с.

12.  Хижняк Н. Японская компания хочет построить на Луне огромную солнечную электростанцию [Электронный ресурс] // Hi-News.ru. 2013. 02 февраля. URL: https://hi-news.ru/technology/yaponskaya-kompaniya-xochet-postroit-na-lune-ogromnuyu-solnechnuyu-elektrostanciyu.html (Дата обращения: 30.06.2019).

13.  Spall N. Sustainable ways of living on the Moon and Mars [Электронный ресурс] // Room. The Space Journal. 2018. № 3. URL: https://room.eu.com/article/sustainable-ways-of-living-on-the-moon-and-mars (Дата обращения: 30.06.2019).

14.  Ильин А. О лунных поселениях с земной силой тяжести. 2016. 29 апреля. [Электронный ресурс]. URL: https://www.youtube.com/watch?time_continue=5&v=ca2PHdRflmw (Дата обращения: 30.06.2019).

15.  Krichevsky S. Cosmic Union of Communities: a New Concept and Technologies of Creating Cosmic Humanity // Philosophy and Cosmology. 2019. Vol. 22. Pp. 33-50.

16.  Кричевский С.В. Экологичные технологии и проекты освоения Луны // ИИЕТ имени С.И. Вавилова РАН. Годичная научная конференция (2019). М.: ИИЕТ РАН, 2019 (в печати).

 

References

1.         Berri A. Kratkaya istoriya astronomii. Ed. R. V. Kunitskiy. 2nd ed. Moscow – Leningrad, Gosudarstvennoe izdatel'stvo tekhniko-teoreticheskoy literatury, 1946. 363 p.

2.         Kosmonavtika XXI veka: popytka prognoza razvitiya do 2001 goda. Ed. B. E. Chertok. Moscow, RTSoft, 2010. 864 p.

3.         Luna – shag k tekhnologiyam osvoeniya Solnechnoy sistemy. Eds. V. P. Legostaev, V. A. Lopota. Moscow, RKK "Energiya", 2011. 584 p.

4.         Zelenyy L.M., Khartov V.V., Mitrofanov I.G., Dolgopolov V.P. Luna: issledovanie i osvoenie. Vchera, segodnya, zavtra, poslezavtra. Priroda, 2012, no. 1, pp. 23–29.

5.         Krichevskiy S.V. Aerokosmicheskaya deyatel'nost'. Mezhdistsiplinarnyy analiz. Moscow, LIBROKOM, 2012. 384 p.

6.         Goskorporatsiya ROSKOSMOS. Available at: https://www.roscosmos.ru/ (Retrieval date: 30.06.2019).

7.         NASA (USA). Available at: https://www.nasa.gov/ (Retrieval date: 30.06.2019).

8.         Krichevsky S. Super Global Projects and Environmentally Friendly Technologies Used in Space Exploration: Realities and Prospects of the Space Age. Philosophy and Cosmology, 2018, vol. 20, pp. 92–105.

9.         Merzhanov A.I. Lunnaya baza "Barmingrad". Proekt, operedivshiy vremya. Vozdushno-kosmicheskaya sfera, 2018, no. 2, pp. 108-117.

10.       Krichevskiy S.V. Ekologichnye aerokosmicheskie tekhnologii i proekty: metodologiya, istoriya, perspektivy. Vozdushno-kosmicheskaya sfera, 2018, no. 3, pp. 78-85.

11.       Bagrov A.A., Bagrov A.V., Leonov V.A. Transportnaya sistema "Zemlya – Luna". Patent RF no. 121233 (2012).

12.       Khizhnyak N. Yaponskaya kompaniya khochet postroit' na Lune ogromnuyu solnechnuyu elektrostantsiyu. Hi-News.ru. Available at: https://hi-news.ru/technology/yaponskaya-kompaniya-xochet-postroit-na-lune-ogromnuyu-solnechnuyu-elektrostanciyu.html (Retrieval date: 30.06.2019).

13.       Spall N. Sustainable ways of living on the Moon and Mars. Room. The Space Journal, 2018, no. 3, Available at: https://room.eu.com/article/sustainable-ways-of-living-on-the-moon-and-mars (Retrieval date: 30.06.2019).

14.       Il'in A. O lunnykh poseleniyakh s zemnoy siloy tyazhesti. Available at: https://www.youtube.com/watch?time_continue=5&v=ca2PHdRflmw (Retrieval date: 30.06.2019).

15.       Krichevsky S. Cosmic Union of Communities: a New Concept and Technologies of Creating Cosmic Humanity. Philosophy and Cosmology, 2019, vol. 22, pp. 33-50.

16.       Krichevskiy S.V. Ekologichnye tekhnologii i proekty osvoeniya Luny. IIET im. S.I.Vavilova RAN. Godichnaya nauchnaya konferentsiya (2019). Moscow, IIET RAN, 2019 (v pechati).

 

© Кричевский С. В., 2019

История статьи:

Поступила в редакцию: 14.07.2019

Принята к публикации: 09.08.2019

Модератор: Плетнер К. В.

Конфликт интересов: отсутствует

Для цитирования:

Кричевский С. В. Освоение Луны: история, модель, сверхглобальный проект и экологичные технологии // Воздушно-космическая сфера. 2019. №3. С. 16-25.

Скачать PDF

Источник: www.vesvks.ru

Первые шаги

В будущем году исполнится 50 лет с тех пор, как Луну стали исследовать с помощью космических аппаратов. Пионером в этом деле был Советский Союз. Первых три лунника запустили с Байконура в сентябре, октябре и декабре 1958 года, однако они были утеряны из-за аварий ракет-носителей. В 1959 году ушли в космос еще четыре автоматические станции, запрограммированные на жесткую посадку (фактически падение) на Луну. Одна из них опять-таки погибла при взрыве ракеты, но остальным повезло больше. «Луна-1» проскочила мимо цели, но зато превратилась в первый в мире искусственный спутник Солнца. «Луна-2» врезалась в лунный реголит 13 сентября, а «Луна-3» месяцем спустя отправила на Землю снимки обратной стороны Луны.

Лунные недра Лунные недра Согласно современным представлениям, Луна имеет относительно тонкую кору — около 60 км на стороне, обращенной к Земле, до 150 км — на противоположной (невидимой с Земли) стороне. Такая разница образовалась за счет приливных сил, действовавших миллионы лет, эти же силы синхронизировали вращение Луны вокруг своей оси с ее вращением вокруг Земли — за счет этого Луна всегда обращена к Земле одной стороной. Под корой находится твердая литосфера — верхняя часть лунной мантии, толщиной около 1000 км. Еще глубже лежит 400-км нижняя часть мантии — относительно мягкая и горячая астеносфера. И, наконец, в центре, скорее всего, находится 350-км ядро (существование его пока не доказано).

Первым американским аппаратом, сфотографировавшим перед падением на Луну ее поверхность, был зонд Ranger-7, выполнивший эту задачу 31 июля 1964 года. А первая мягкая посадка на поверхность нашего спутника была осуществлена опять-таки советской станцией «Луна-9» 3 февраля 1966 года (на три месяца раньше, чем это сделал американский Surveyor-1). Наконец, в апреле 1966 года «Луна-10» стала первым лунным спутником и до прекращения связи успела накрутить 460 витков.

Наивысшими достижениями в истории лунной космонавтики стали экспедиции американских кораблей Apollo-11, Apollo-12 (1969 год) и Apollo-14, 15, 16 и 17 (1971−1972), в результате которых на Землю было доставлено около 400 кг породы, взятой с разных участков видимой стороны Луны. СССР в 1970—1976 годах послал к Луне и на Луну еще десять станций. Одна из них погибла при запуске, и еще три не смогли осуществить свои программы. «Луны» с номерами 16, 20 и 24 возвратились на Землю с образцами минералов, «Луна-17» и «Луна-21» доставили по назначению два самоходных аппарата-лунохода, «Луна-22» провела серию исследований на окололунной орбите.

Поверхность луны была подробно исследована

Вторая волна

В общей сложности в 1958—1976 годах СССР и США осуществили 58 лунных миссий, удачных и неудачных. А потом лунная программа погрузилась в долгую спячку. Через много лет ее прервала Япония, в январе 1990 года выведя на околоземную орбиту 197-кг станцию Hiten (в переводе с японского «Летающий ангел»), которая запустила к Луне небольшой аппарат Hagoromo. Возможно, он достиг цели, но из-за поломки радиопередатчика не смог об этом сообщить. Тогда в центре управления решили отправить к Луне саму станцию, причем по очень хитрому многомесячному маршруту, так называемому низкоэнергетическому трансферу, разработанному американским специалистом по небесной механике Эдвардом Белбрано (для разгона по стандартному пути не хватало топлива). Hiten сошел с круговой орбиты вокруг Земли 24 апреля 1991 года и в начале октября превратился в спутник Луны. Особых научных результатов эта миссия не принесла, ибо на борту станции был лишь счетчик космических частиц, который не зарегистрировал ничего интересного. По команде с Земли 10 апреля 1993 года «Летающий ангел» врезался в Луну.

Новые модели Новые модели В последние десятилетия на первое место вышла принципиально новая модель нецентрального мегаимпакта. Она была впервые сформулирована в середине 70-х годов Уильямом Хартманом и Дональдом Дэвисом, но настоящий успех завоевала на конференции по проблемам происхождения Луны, состоявшейся в гавайском городе Каилуа-Кона в 1984 году. Согласно этой теории, Луна возникла в результате косого удара, нанесенного по новорожденной Земле (точнее, еще прото-Земле) другой юной планетой с вдесятеро меньшей массой. Этот удар сильно раскрутил Землю (вот вам и объяснение аномально большого момента импульса!) и выбил в пространство чрезвычайно горячее испарившееся вещество, которое со временем остыло и сконденсировалось. Поскольку выброшенная материя была позаимствована из мантий прото-Земли и планеты-импактора, в ней оказалось немного железа, которое успело сконцентрироваться в незатронутых ударом ядрах обеих планет. Модель мегаимпакта дает возможность объяснить больше особенностей системы Земля-Луна, нежели ее конкуренты. Тем не менее, по мнению одного из самых авторитетных американских специалистов по лунной геологии Пола Спудиса из хьюстонского Института лунных и планетных исследований, в этом кроется и ее слабость. Дело в том, что изменяя параметры этой модели (например, варьируя характеристики импактора), можно объяснить практически все, что угодно. Это означает, что модель легко подтвердить, но трудно опровергнуть. Ученые к таким всеобъясняющим концепциям обычно относятся с недоверием. С другой стороны, профессор планетологии Гавайского университета Джефри Тейлор (к слову, организатор конференции в Каилуа-Кона) в беседе с «ПМ» подчеркнул, что фальсификация модели мегаимпакта вполне возможна, только для этого необходимо собрать более полные сведения о составе лунных пород.

США возобновили лунные полеты спустя 22 года после завершения программы Apollo. 25 января 1994 года к Луне с авиабазы Ванденберг отправился 227-кг зонд Clementine с лазерным альтиметром, детектором заряженных частиц и пятью видеокамерами, работающими в разных диапазонах ИК-, видимого и УФ-света. 20 февраля он вышел на окололунную орбиту, сделал 330 витков и отправил на Землю 2,5 млн оцифрованных снимков. 3 мая зонд свели с орбиты для рандеву с астероидом 1620 Географос, но маневр не удался, и он ушел навеки кружиться вокруг Солнца.

Источник: www.PopMech.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.