Нам повезло, у Земли есть такой мощный, красивый спутник, как Луна. В XX веке она была ареной активного советско-американского технологического и политического противостояния. Когда эта гонка завершилась, то на несколько десятилетий Луна была почти полностью забыта обеими странами. В начале XXI века начался складываться новый «подход» к этому небесному телу, как к уникальному (в том числе по своим свойствам) естественному спутнику Земли, который необходимо всесторонне исследовать. 

О том, почему России важно иметь приоритет в изучении и освоении Луны, какую для этого программу разработала наша страна, об этом на международном форуме «Наука без границ» в Университете Лобачевского рассказал научный руководитель Института космических исследований РАН, доктор физико-математических наук Лев Зеленый. 

Косой удар 

Луну человечество изучает сотни лет, но до сих пор нет единой, общепризнанной теории ее образования. Как же Земля приобрела такой крупный в относительном измерении спутник? 

О Луне рассуждали великие мыслители, начиная с Эммануила Канта. Согласно теории, которую активно поддерживал покойный директор института Вернадского Эрик Галимов, Луна и Земля образовались, как двойная планета из единого газопылевого облака, состоящего из мелких фрагментов, которые слипались в результате гравитации. Моделей возникновения Луны множество. 

Но самая аргументированная на сегодняшний день модель ударного формирования – мегаимпакта. Ее суть в следующем. Около четырех миллиардов лет назад Луна возникла в результате столкновения молодой Земли и объекта, по размерам сходного с Марсом (часто его называют планета Тея). Тея врезалась в Землю. Важно подчеркнуть, что удар был косой и за счет этого Земля начала вращаться быстрее. Удар выбил из Земли верхние слои, из них и из оставшихся веществ протопланеты Тея сформировалась Луна. Земля в тот момент уже дифференцировалась – у нее было довольно большое железное ядро. Железа в новую планету попало мало, и ядро у нее непропорционально маленькое. Луна, как считают ученые, сформировалась на близком от Земли расстоянии – примерно в 50-60 тысяч километров. Это там, где сейчас летают геостационарные спутники. Но за счет приливного взаимодействия Луна удалялась от Земли. 

К слову, именно приливы могли стать причиной возникновения жизни на Земле. Есть версия, что приливы в Океане, когда Луна была близко, достигали гигантского размера. В результате твердая Земля перемешивалась с водой соленых океанов. Многие астробиологи связывают это перемешивание с образованием питательного бульона, из которого и родилась жизнь. 

Замороженная история 

В первые периоды своего существования Луна и Земля подвергались бомбардировке небесными телами, оставшимся строительным материалом Солнечной системы. На Земле эти следы не сохранились, а на Луне их еще можно найти. По ней можно прочесть замороженную историю Солнечной системы. Между тем, бомбардировка нашего спутника малыми телами солнечной системы – кометами, астероидами и микрометеоритами продолжается до сих пор... 

Наш спутник люди изучают давно. Первая в мире мягкая посадка на Луну произошла 3 февраля 1966 года, это сделала автоматическая станция «Луна-9», которая впервые передала изображения поверхности другого небесного тела. Тогда считалось, что наш спутник покрыт толстым слоем пыли, в котором любой корабль утонет. Однако один из основных создателей советской ракетно-космической техники Сергей Королев был уверен, что Луна твердая и оказался прав, хотя на ней действительно слой пыли достигает несколько сантиметров. Это одна из проблем, которую необходимо решить для освоения Луны. Еще одно важное достижение – именно советские аппараты сделали фотоснимки обратной стороны спутника Земли, первыми доставили лунный грунт. Американцы осуществили шесть посадок Аполлона на Луну. И, как считает Лев Зеленый, это боевая ничья. 

В 60-е годы прошлого века, несмотря на Карибский кризис, лидеры СССР и США Хрущев и Кеннеди обсуждали совместную программу пилотируемых полетов на Луну, что подтверждается документами. Сейчас мы наблюдаем новый виток интереса к Луне. 

Привет от комет 

На рубеже XX-XXI веков появились данные о том, что на полюсах Луны природная среда абсолютно другая, чем на исследуемых раньше участках средних широт. Там была обнаружена вода! Серьезные ее запасы в виде льда сконцентрированы на полюсах нашего спутника. 

Механизмов его образования может быть несколько. Наиболее понятный – кометы, в составе которых воды очень много. Кометы постоянно атакуют Луну. На средних широтах из-за огромных перепадов температуры вода быстро испаряется, там больших запасов влаги быть не может. А на полюсах спутника холодно, и лед, имплантируемый кометами, хорошо сохраняется. Стоит отметить, что на северном полюсе Луны воды меньше. Это, скорее всего, связано с особенностями рельефа. 

Надежда на Марфу

Россия формирует свою лунную программу, она долговременная и открыта для коллег из стран СНГ. Первый проект «Луна-25» должен стартовать летом 2023 года. Планируется посадка аппарата в южной «полярной Луне». 

Задача аппарата «Луна-26» – на низкой орбите на высоте порядка 50 километров произвести фотографирование с большим разрешением. Есть много других интересных задач, в том числе изучение лунной гравитации. Стоит отметить, что Луна очень неоднородна, в том числе из-за того, что во многих районах сохраняются ударившие ее тяжелые астероиды. Гравитационное поле нашего спутника неровное, поэтому летать вокруг Луны сложно (это сродни движению по ухабистой дороге) – есть опасность потерять аппарат. 

Уже идет работа над главным проектом «Луна-27». Это посадка в выбранное заранее место, которое впоследствии станет «пропиской» лунной станции. 

Проект «Луна-28» предусматривает доставку грунта с Луны роботом Марфа (МАРФА – это мобильная автономная робототехническая многофункциональная аппаратура). Этот антропоморфный робот должен имитировать действия человека, выйти на поверхность, взять грунт и занести его обратно на аппарат. Затем аппарат улетит, а робот останется и заснимет его старт, что станет репетицией полета человека на Луну. 

Сейчас ученые пытаются создать специальную криогенную бурильную установку. При бурении, как известно, происходит нагрев, и легкие летучие вещества могут быстро испаряться. Задача – взять лунное вещество, не нарушив его легкие фракции, и доставить пробы на Землю для дальнейшего исследования. 

При подготовке полета человека на Луну нужно придумать, как защититься от двух главных угроз – солнечной радиации и лунной пыли. Освоение Луны крайне перспективно, там представлены все редкоземельные элементы, в том числе металлы платиновой группы, которые на Земле близки к истощению. Кроме того, лунные станции дали бы новый импульс развитию астрономии – на Луне нет облаков и других атмосферных помех, это позволяет непрерывно наблюдать за звездами и другими небесными телами. 

Между тем 

В XXI веке к двум «традиционным» игрокам «на лунном поле» (России и США) добавился ряд новых: Китай, Индия, Япония, Корея, Израиль, некоторые страны Европы. Всеми ими движет не только научный интерес, но и желание продемонстрировать технологические достижения, которые определяют и мировой престиж. 

Это интересно

Луна – единственный естественный спутник Земли. 

Расстояние от Луны до Земли – 385 тысяч километров. Свет пробегает его за одну секунду. 

Один оборот вокруг Земли Луна совершает примерно за 27 суток.

Угловой размер Луны совпадает с Солнцем, поэтому можно наблюдать такое явление, как солнечное затмение. 

Луна в процессе своего образования за счет приливных воздействий как бы замкнулась сама на себе и всегда обращена к Земле одной стороной. Это происходит по причине приливного захвата Землей.

Луна за счет эффекта приливного взаимодействия потихонечку отдаляется от Земли – примерно на 40 мм в год. Через миллиарды лет она будет совсем далеко от нас. 

Луна – стабилизирует вращение Земли. 

Соотношение масс Земли и Луны самое большое среди других планет солнечной системы. Есть более крупные спутники у Юпитера, хотя сам Юпитер довольно большой. 

Гравитация на Луне есть, но незначительная. Астронавты, добравшиеся до Луны, ощущали примерно одну шестую земного тяготения и поэтому они передвигались прыжками. Медики пока не разобрались с нюансами воздействия лунной гравитации на организм.

На Луне нет атмосферы и там громадные перепады температуры практически в триста градусов: от – 170 до + 117. Это, конечно, не очень хорошо для техники, но инженеры нашли решения, как этому противостоять. 

В отличие от Земли и других спутников солнечной системы Луна не имеет собственного магнитного поля. Есть только остаточное намагничивание пород. Вероятно, когда-то у нашего спутника было магнитное поле, но затем она его потеряла и это будет сильно осложнять освоение Луны. 

Александра Махлина. Фото Александра Воложанина.