Загадки Селены

В небе вон Луна такая молодая, что ее 

без спутников и отпускать рискованно.

В. Маяковский

Ее называют ночным светилом. Она непостоянна, бледна и светит отраженным светом. Мифы приписывает ей разные женские качества. Таинственность — главное из них. Выдающиеся умы человечества веками разгадывают секреты Луны. И конца им не видно…

Селену древние греки считали богиней небесной спутницы Земли. Имя богини означает светлая, мерцающая. Сестра греческого бога Солнца Гелиоса, в римском пантеоне Аполлона, она в одиночку управляла летящей по небу колесницей Луны. Так ночное светило звали древние латиняне, так его до сих зовут люди европейской культуры.

Видимая сторона Луны — мозаика изображений, полученных аппаратом НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter

Сколько земляне наблюдают Луну, столько спорят о ней. Люди с не очень острым зрением замечают лишь регулярную эволюцию формы. За лунный месяц, примерно 29 дней, полнолуние сменяется ущербной Луной, затем новолунием, молодым месяцем и снова полнолунием. На самой лунной поверхности изменений обычно не видно.

На земной спутнице, всегда повернутой к нам одной стороной, ярко выражены крупные темные пятна так называемых морей и светлые области материков, более древняя и гористая местность. Моря – это низинные регионы, которые образовались более четырех миллиардов лет назад. Появились они при застывании базальтовой лавы, залившей древние кратеры. Относительно молодые моря занимают шестую часть поверхности Луны и сосредоточены в основном на видимой стороне.

Почему – загадка.

Старые горы состоят из плагиоклазовых полевых шпатов. В них часто встречаются кратеры и скалы из пород, подвергнутых воздействию высоких температур и давлений. Вся поверхность ночного светила покрыта реголитом, смесью мельчайшей пыли, мелких, острых силикатов и разрушенных горных пород. На морях толщина реголита составляет единицы метров, вне морей – десятки.

Самые зоркие наблюдатели и вооруженные приборами астрономы столетия подряд видят на поверхности Луны бегающие тени; разноцветные огни, даже фейерверки; приближающиеся и удаляющиеся объекты, прочие необычные явления. Подобные наблюдения настолько часты, что отмахнуться от них нельзя. Такие странные явления до сих пор не имеют устоявшегося научного объяснения. Афишировать свой интерес к ним среди астрофизиков не очень принято, можно и без грантов остаться.

Так было всегда. Когда выдающийся (язык не поворачивается сказать советский) физик и астроном Н.А. Козырев получил спектры водорода и углерода в вулканических выбросах кратера Альфонс, ему никто не поверил. А один крупный американский астроном обвинил его в подделке результатов наблюдений, подобно советским нобелиатам, которые шельмовали ученого в газете «Правда» за разработку теории причинной механики. Партия и правительство сразу сделали соответствующие оргвыводы. Впоследствии в 1969 году за открытие лунного вулканизма НАСА присудило бывшему политзэку именную золотую медаль, оставшуюся единственной наградой выдающегося ученого.

Сейчас загадками Селены в основном занимаются всяческие уфологи и лжеученые. Научный истеблишмент закрывает глаза на эти тайны. Официальная наука нашла элегантный способ оставить их за кадром. Удивительные лунные явления отнесли к так называемым транзиентам, то есть быстрым, преходящим событиям. Значит, к таким, которые в целом не влияют на размеренное течение жизни естественного спутника Земли и потому не стоят особого внимания астрофизиков. Тем не менее описанию кратковременных явлений на Луне посвящены целые книги и многочисленные сайты.

Обратная сторона Луны — мозаика изображений, полученных аппаратом НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter

Классическая Селена

Астрономы всегда интересовались Луной. Четыреста с небольшим лет назад Галилео Галилей, член римской Академии рысьеглазых, впервые направил на нее оптический прибор, который он назвал телескопом. Великий ученый увидел кратеры и горы, существование которых доказывали их тени. Многие столпы астрономической науки потом долго твердили, что это оптические иллюзии. Но их время ушло безвозвратно. С открытий Г. Галилея начался новый научный период, в том числе в изучении спутницы Земли.

Астрономическими триумфами той эпохи стали открытие И. Кеплером, коллегой и корреспондентом Галилея, законов движения планет и, как выяснилось позже, лун, а также установление И. Ньютоном закона всемирного тяготения. Его ученик и друг, выдающийся астроном Э. Галлей, активно интересовавшийся Луной, даже считал ее полой внутри. И как оказалось, у него могли быть для этого основания.

Еще древние греки с высокой точностью определили размер Луны примерно в четверть земного диаметра, а радиус орбиты – в тридцать диаметров. Астрономы знают, что Луна обращается вокруг Земли по слабо эксцентричной орбите почти в плоскости эклиптики, то есть земной орбиты вокруг Солнца. Интересно, что плоскости орбиты, эклиптики и лунного экватора пересекаются по одной прямой. Ответ на вопрос о причинах такого совпадения, по-видимому, появится лишь после создания детальной теории происхождения Луны.

Ось ее вращения лишь немного наклонена к ее орбите, в отличие от Земли, наклон оси которой в 23,5° задает регулярные изменения солнечной освещенности, а значит, контрасты времен года. Поэтому их смена на Луне незаметна, а в некоторые углубления ее полярных кратеров свет не проникает совсем. Зато разница дневной и ночной температур может достигать нескольких сотен градусов. Правда, она нивелируется уже под дециметровым слоем реголита.

Другой интересный факт состоит в том, что на земном небе видимый размер Луны примерно равен видимому размеру Солнца. Именно это обусловливает существование полных солнечных затмений. В учебниках астрономии равенство угловых диаметров принято считать случайным. Но спутники других планет Солнечной системы также имеют угловые размеры нашей звезды.

Любой следователь уголовного розыска скажет, что это серьезные зацепки и надо копать в этом направлении. Большинство ученых пока так не считает. Однако нынешние астрономические открытия, резкий рост интереса к астрофизике и приток в нее молодых исследователей наверняка заставят поднять этот вопрос. Ждать недолго. Жизнь показывает, что человеческая наука более непостоянна, чем спутница Земли.

Расчетная эволюция лунной орбиты за последние 4,5 миллиарда лет. Концентрические орбиты проведены через 0,5 миллиарда лет

Прерывистая история

Освоение и изучение ночного светила космическими аппаратами также идет непостоянными темпами. Шестьдесят пять лет назад оно началось с прилета советской автоматической станции «Луна». С тех пор у земной спутницы побывали миссии США, России, Китая, Объединенной Европы, Японии, Индии, Кореи, Израиля. Число стран с национальными программами лунных исследований постоянно растет.

Более пятидесяти лет назад стартовала самая знаменитая программа освоения Луны с помощью пилотируемых полетов. Она продолжалась с 1969 по 1972 год. По программе «Аполлон» американские пилотируемые аппараты доставили сотни килограммов лунного грунта. Их собирали американские астронавты, среди которых даже был профессиональный геолог.

Одним из выдающихся достижений программы стали сейсмометры, установленные на поверхности Луны. Они дали возможность определить ее внутреннее строение, в частности размеры ее коры, мантии и ядра. Сейсмометры показали, что частые лунотрясения длятся необычно долго. Вначале это даже навело исследователей на мысль о пустотах внутри земной спутницы.

На ее поверхности астронавты «Аполлонов» также расположили уголковые отражатели света. Они отбрасывают посланный с Земли лазерный луч точно в обратном направлении. Многолетние наблюдения позволили определить, что Луна удаляется от нас со скоростью 3,8 см/год. Этот факт удовлетворительно объясняет классическая теория приливов. Однако есть ученые, которые выводят его из более общих представлений о Вселенной.

Интересно, что половина нашего и американского лунного грунта была убрана в специальные хранилища, заполненные инертными газами. Другая же подверглась скрупулезному изучению. Это дало человечеству основные знания об элементном и изотопном составе Луны, ее минералах и породах, их примесях и условиях возникновения. Ученые смогли определить возраст Луны. Она оказалась лишь немного моложе Земли.

Специалист по лунной геологии кандидат геолого-минералогических наук С.И. Демидова из Геохимического института РАН рассказывает, что все лунные грунты очень древние. Они имеют непохожее на земное соотношение железа и марганца в главных породообразующих минералах (оливинах и пироксенах – силикатах железа и магния), а также особый состав минералов, например, высокое содержание кальция в плагиоклазе. Эти отличительные черты свойственны всем образцам грунтов, будь они доставлены на Землю при выполнении наших, американских или китайских космических программ.

Решение о консервации части лунного грунта оказалось очень дальновидным. Сейчас, с появлением принципиально новых научных приборов, химия и геология Селены переживает второе рождение. В печати растет число работ, посвященных ее эволюции, геологическим датировкам, строению и свойствам ее вещества и т. д. Родилась даже новая наука селенология.

Программа «Аполлон» была внезапно свернута НАСА. Впрочем, как и наши исследования автоматическими аппаратами. Почему, широкой публике любителей астрономии неизвестно. Ходят слухи, что Луна оказывала такое сильное действие на людей, что они начинали слышать неземные голоса, видеть странные предметы, существ и явления.

В сети гуляют рассказы, рисунки и записи переговоров астронавтов с центром управления, из которых ясно, что реальность полетов была очень далека от известной всем парадной картинки. Бравые выступления самих астронавтов перед широкой публикой, их рассказы и книги не всегда выглядели убедительными. Все это породило массу спекуляций о программе «Аполлон», которые продолжаются до сих пор. Просачивались слухи, что астронавты и космонавты единогласно убеждены в особой опасности пребывания человека на Луне.

Действительно, она не комфортна для человека. У нее нет атмосферы, поэтому ее поверхность открыта влияниям жестких излучений и ионов Солнца и космоса. Защита от них – это постоянная головная боль разработчиков техники для пилотируемых космических миссий. У опасений за здоровье исследователей есть четкие научные основания. Доктор технических наук В.А. Шуршаков из Института Медико-биологических проблем РАН сообщает, что если на орбитальной станции Земли космонавт получает среднюю дозу облучения в 220 раз превосходящую земную, то на Луне эта цифра еще в два раза больше. Так что, проведя здесь пару лет, человек заработает предельную для российских космонавтов дозу облучения за всю жизнь.

Доктор физико-математических наук В.В. Сазонов из МГУ уверен, что эти данные не отражают всей полноты картины. Он считает, что суммарные трудности пребывания человека на Луне неизмеримо больше. Тем не менее он уверен, что она, как и другие космические тела, в будущем станет для нас, землян, одним из источников полезных ископаемых. Этой теме даже посвящена книга, подготовленная сотрудниками руководимого им факультета космических исследований.

В середине восьмидесятых годов прошлого столетия исследования ночного светила космическими аппаратами практически остановились. Полеты советских станций к Луне и путешествия луноходов по ее поверхности были прекращены в середине семидесятых годов. Видимо, две сверхдержавы двадцатого века пришли тогда к негласному консенсусу и решили сосредоточиться на исследовании других планет и малых тел Солнечной системы. Правда, в самом конце двадцатого века американские зонды дважды провели подробное картирование земной спутницы.

Астронавт геолог Харрисон Шмит (Harrison H. Schmitt) у большого лунного валуна. Фото сделано в 1972 году во время полета Аполлона 17

Всем миром на Луну

Несколько десятилетий спустя появилась третья сила. В начале века Китай заявил о своей обширнейшей космической программе колонизации Луны. Для Поднебесной она стала своего рода программой «Аполлон», которая духовно объединила страну в едином космическом порыве. Тогда китайское телевидение даже показывало маленького мальчика, который лихо отвечал на вопросы корреспондента во время одной из космических выставок. Ребенок заявил, что каждый китаец должен осуществлять планы освоения космоса и думать о них больше, чем о своих собственных родителях. Они стояли рядом и одобрительно улыбались.

Десятилетия назад начались десанты китайских ученых на мировые мероприятия, связанные с космосом. В то время российские организаторы космических выставок в Сокольниках удивлялись, почему команды китайских специалистов игнорируют показы новейшей российской техники, но большими группами собираются послушать разработчиков советских луноходов, с которых уже давно реголит сыплется. Сейчас, когда по невидимой стороне Луны прошел китайский луноход «Нефритовый заяц», вопрос этот не возникает.

После китайского «большого скачка» космическим державам пришлось вспомнить о своих успехах в освоении ночного светила. Стоит отметить, что ионизирующие излучения и космический ветер Солнца модифицируют состав реголита. Кроме прочего, он при этом обогащается легким изотопом гелий-3. Физики считают его отличным термоядерным горючим и для разового, и для непрерывного применения. Правда, термоядерные электростанции непрерывного действия пока не построены, но сейчас в мире идут активные международные исследования на плазменных установках типа токамак.

Осенью прошлого года в печати прошло сообщение о достижении положительного выхода энергии на крупнейшей в мире американской установке лазерного синтеза в лаборатории им. Лоуренса в городе Ливермор (см. «Химию и жизнь» 2022 №2). На ней маленькую мишень с термоядерным горючим со всех сторон одновременно облучают короткими и мощными лазерными импульсами. В оболочке мишени они порождают рентгеновское излучение, которое и сжимает горючее подобно тому, как это происходит при самых мощных земных взрывах.

Полтора десятилетия назад академик Э.М. Галимов заявлял, что по его расчетам, чтобы обеспечить все человечество энергией на год, необходимо всего два-три полета за реголитом кораблей грузоподъемностью десять тонн, а затраты на такую доставку будут в десятки раз меньше, чем себестоимость электроэнергии всех атомных электростанций человечества. Собирать реголит, который, как известно, пахнет порохом, правда сгоревшим, предлагалось специальными лунными бульдозерами. Оценки общей массы изотопа гелий-3 на Луне дают миллионы тонн, в то время как на Земле его около тонны.

Как бы ни были загадочны причины возобновления исследований ночного светила, сейчас они идут полным ходом. Китайский аппарат уже доставил на Землю больше килограмма реголита. Лидируют американцы, правда, при нынешних демократах программы, одобренные республиканцами, несколько буксуют.

К настоящему времени НАСА провело тщательное картирование поверхности спутника и с высочайшей точностью изучило распределение его силы тяжести, то есть неоднородности его плотности. Внутреннее строение и особенности гравитационных полей Луны детально выясняла миссия GRAIL. Эта программа была выполнена в 2012 году и стала одной из самых успешных беспилотных миссий НАСА нашего века.

По возмущениям в движении искусственных спутников Луны астрофизики давно знали, что под ее морями находятся более плотные породы, масконы. Это название происходит от слов масса и концентрация. Миссия не только детально картировала их, но и обнаружила другие гравитационные аномалии. Интересно, что под поверхностью выявлены даже строгие геометрические фигуры аномалий: линейные, треугольные и прямоугольные. Причины такой экзотики неясны.

Оказалось, что масконы есть не под всеми кратерами. Так южный полюс Луны – это сплошной кольцевой кратер, бассейн в десяток километров глубиной и две с половиной тысячи диаметром. Его считают одним из самых больших в Солнечной системе. Его дно выстлано неплотными глубинными магний-железистыми породами, которые дают отрицательную гравитационную аномалию. Как он образовался – загадка.

Другая успешная программа НАСА – это работа аппарата под названием «Лунный орбитальный разведчик» (Lunar Reconnaissance Orbiter). Вместе с другим аппаратом для наблюдения и зондирования лунных кратеров и рельефа (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite), который был разбит о поверхность Луны, он образует ядро миссии по возвращению астронавтов на Луну.

Разведчик несет на борту семь приборов, предназначенных для всестороннего изучения земной спутницы. Это измеритель воздействия космических лучей и солнечной радиации на биологические объекты, инфракрасный радиометр для замера теплового излучения поверхности, спектрометр для поиска льда в неосвещённых кратерах по отраженному ультрафиолетовому излучению звёзд. На зонде также есть оптический блок камер высокого и низкого разрешения, точный лазерный альтиметр (высотомер) и миниатюрный радар с синтезированной апертурой.

Разведчик предназначен для поисков следов воды, выяснения радиационной обстановки, определения химического и минерального состава поверхности по спектрам и пр. В 2009 году разведчик был запущен на высокую полярную орбиту с расчетом на год исследований. С тех пор он постоянно летает вокруг Луны. Он успешно исследовал химический состав пыли, поднятой в 2009 году своим разбитым товарищем, и сделал тогда ряд неожиданных открытий. Ресурса разведчика хватит до 2025 года.

Интересно, что радар зонда десять с половиной лет назад открыл залежи водяного льда в стенках кратера Шеклтона. Эта находка на порядок повысила оценки запасов воды на Луне. Так был решен один из принципиальных вопросов ее колонизации.

Воды в лунном грунте нет, во всяком случае, в больших количествах. По словам С.И. Демидовой, исследования лунных пород показывают, что лунные магмы безводны. Это одно из отличительных свойств Луны. Но радиолокация с орбиты показала лед в постоянно затененных регионах полюсов. Здесь температура всегда остается у отметки минус 200 градусов Цельсия, а в неосвещенных кратерах найдены валуны, содержащие десятки процентов водяного льда. Как там оказались глыбы со льдом – непонятно. Официальная наука склоняется к мнению, что лед принесли метеориты и мелкие астероиды, упавшие у полюсов и хорошо там сохранившиеся.

На орбитальном разведчике установлен и нейтронный детектор российского производства, разработанный в Институте космических исследований РАН. Он поможет в создании подробных карт распределения атомов водорода на лунной поверхности. Один из основателей ядерной планетологии доктор физико-математических наук М.Л. Литвак из Института космических исследований РАН говорит, что интерпретация измерений детектора не так проста, как на Марсе. Там водяной лед был не только зарегистрирован с орбиты, но и найден марсоходами. Тем не менее детектор нейтронов – это ключевой прибор для поиска воды.

По заявлению НАСА, полученные зондом карты поверхности имеют разрешение не менее полуметра. Это позволило не только выбрать лучшие места для будущих посадок космических аппаратов и исследовать полсотни самых интересных для ученых местностей Луны, но и найти точки прилунений всех предыдущих экспедиций с остатками их аппаратов. Кроме этого, зонд выявил следы намеренных ударов космических аппаратов о лунную поверхность, а также определил места аварий и неудачных посадок, например, китайских, индийских или израильских аппаратов. НАСА обнаружило даже советские луноходы и трассы их движения. На фотографиях зонда видны следы их колес, а также колеи, проложенные в реголите четырехколесными роверами, на которых передвигались астронавты миссии «Аполлон».

В картировании поверхности ученым помогают любители, настолько велик объем полученной информации. Для этого создан проект гражданской науки под названием «Лунный зоопарк» (Moon Zoo). Его участники скрупулезно и подробно анализируют данные приборов орбитального зонда.

Северный полюс Луны — мозаика изображений, полученных аппаратом НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter

Загадка на загадке

В результате последних космических исследований Луны научный уровень ее загадок, крупных и мелких, существенно вырос. В нашем веке их стало не меньше, а больше. Изучение спутницы Земли дало подробную информацию о ее характеристиках, в некотором смысле даже избыточную. Ее так много, что это мешает выделить главные моменты при создании теории происхождения и эволюции Луны.

На сегодня известно, что ее плотность составляет 3,3 г/см³, для сравнения, у Земли – 5,5 г/см³. Луна имеет массу в восьмидесятую часть земной, объем – в пятидесятую часть. Сила тяжести на ней вшестеро меньше земной. У нее нет магнитного поля, но некоторые ее породы проявляют намагниченность. Это может свидетельствовать о его существовании в прошлом.

Возраст лунных пород, определенный изотопными методами, составляет от 3 до 4,5 миллиардов лет. Однако, по словам С.И. Демидовой, они гораздо менее разнообразны, чем земные. Геологическая активность Луны существенно меньше земной, однако она заметна и необычна. Наука пока не имеет объяснения для многих ее явлений, например образования глубоких цилиндрических пещер, выходящих на дневную поверхность.

С прошлого века известно, что спутница Земли состоит из минералов, близких к земным. Вместе с тем у нее гораздо меньше доля легколетучих элементов и соединений, таких как водород, инертные газы, азот, вода и пр. Земля никогда не была полностью расплавлена, в отличие от Луны, кора которой представляет собой застывшие после плавления анортозитовые мантийные породы, силикаты с примесями кальция и алюминия.

Соотношение трех изотопов кислорода одинаково на Земле и Луне. Эта, так называемая кислородная подпись, сильно отличается от подписей метеоритов, а также других планет Солнечной системы и их спутников. Лунные подписи некоторых других элементов, например титана, также идентичны земным.

Схема глубинного строения Луны повторяет земную, но соотношения толщин другие. У нее толстая кора (100–200 км), толстая трехслойная и неоднородная мантия. Кора занимает 10% ее объема, у Земли – 1%. У Луны маленькое железоникелевое ядро в четверть диаметра, которое отделено от мантии жидкой прослойкой.

С видимой стороны лунная кора имеет среднюю толщину 60 км. С невидимой стороны – на две трети больше (100 км). Интересно, что Луна чуть вытянута по радиусу ее орбиты. Центр ее тяжести смещен в сторону Земли на два километра относительно геометрического центра лунной сферы. Причины такой специфичности размерных параметров загадочны.

Внешний вид обратной стороны также вызывает вопросы. Например, слабые волнистые изменения цвета ее поверхности в море Мечты. Эти так называемые свирли, то есть завитки, петли, круги представляют собой небольшие изменения окраски поверхности, не связанные с рельефом.

Дочь Земли?

Самая главная загадка Луны – это, конечно, история ее появления на свет. За предыдущие два столетия устоявшиеся мнения об этом менялись. Существовало и существует несколько разных сценариев ее рождения. Теориями их назвать нельзя. Речь идет лишь о более-менее разумных гипотезах, качественно объясняющих набор фактов.

До начала полетов в космос в астрономии в разное время их было несколько. Первая из них – это сформулированная еще в XVIII веке гипотеза Канта – Лапласа. Она включала формирование Луны в единовременный процесс образования Солнечной системы. Согласно ей, Солнце и планеты, в том числе Земля и Луна, появились одновременно в процессе аккреции, то есть слияния частиц газопылевого облака в крупные небесные тела. Это автоматически определяет общность возрастов и химического состава двух небесных тел.

Некоторые астрономы и сегодня разделяют аккреционные модели. Однако вывод конкретных параметров, например изотопного состава Земли и Луны или различия их плотностей, в этих гипотезах связан с неочевидными, порой изощренными предположениями.

Другая гипотеза утверждает, что Луна могла быть захвачена Землей уже после образования их обеих. Однако этой модели трудно объяснить геометрию орбит и потерю углового момента системы после создания двойной системы. Да и расчеты показывают, что вероятность такого развития событий невелика. Луна должна была резко замедлиться после перехода на орбиту Земли. Здесь рождаются идеи о прошлой плотной атмосфере Земли, способной замедлить спутник, и другая астрофизическая экзотика.

На рубеже XIX и XX веков в астрономии господствовала гипотеза известного английского астронома Джорджа Дарвина, сына великого создателя эволюционного учения. Согласно ей, Луна отделилась от Земли в далекой древности, когда слегка вытянутая Земля вращалась очень быстро. Из-за центробежных сил на ее экваторе вырос и обособился горячий магматический выступ. Однако расчеты вращения показывают, что скорости Земли в прошлом для этого было недостаточно. Земля должна была совершать оборот вокруг оси всего за один-два часа. Да и двойная система после рождения имела бы вращательный момент, в разы превышающий современный.

С началом космического века все эти гипотезы в том или ином виде пережили резкое увеличения данных, поэтому сейчас существуют их многочисленные модификации. Например, захват не одного спутника, а множества мелких тел, которые затем слиплись в более крупное. Или отделение не магматического выступа, а выброс с горячей Земли мелких частиц и испарение газов, которые затем собрались на орбите и образовали Луну.

После начала космической эры и, главное, полетов «Аполлонов» стало ясно, что ни одно из предположений полностью не объясняет ключевые наблюдения. Поэтому во второй половине прошлого века У. Хартман и Д. Дэвис сформулировали новую ударную гипотезу, теперь общепринятую. Через два года ей исполнится полстолетия. Идея в том, что несколько миллиардов лет назад, 50 миллионов лет спустя после рождения Земли, с ней столкнулось тело величиной с Марс. Косой удар вырвал из нашей планеты большой кусок мантии и частично или полностью разрушил налетевшее тело. Из их обломков за счет гравитационного притяжения и собралась Луна. Этот подход в общих чертах объясняет единство химического состава и вращательный момент двойной системы.

Понятно, что ее свойства должны сильно зависеть от характеристик энергичного «отца» Луны. Его же происхождение до сих пор загадка. Некоторые научные мечтатели полагают даже, что он должен был родиться не иначе, как в точке Лагранжа системы Солнце – Земля.

Существуют и необычные гипотезы рождения Луны. Наименее экзотичная из них сформулирована тринадцать лет назад голландским ученым Робом Де’Мейером. Это взрыв ядерного реактора в глубинах Земли, который выбросил на ее орбиту горячие обломки мантии, затем слипшиеся в спутник. Катастрофа случилась из-за концентрации тория и урана на границе мантии и ядра в экваториальной плоскости Земли. Причиной этого автор считает центробежные силы.

Эта идея выглядит нереальной лишь для тех, кто не знает о том, что еще в середине XX века в Габоне был обнаружен природный ядерный реактор, действовавший в далеком прошлом. Заметим, что области повышенной концентрации радиоактивного тория образуют два громадных пятна на лицевой и обратной стороне Луны.

Можно сказать, что Луна сильно отличается от Земли. Можно сказать, что нет. Гораздо сильнее она отличается от других планет Солнечной системы, а также их спутников. Именно отношение общего и частного в строении двух космических тел и разделяет приверженцев разных гипотез. Поэтому теория должна объяснить и единство, и различия двух тел. Она должна быть подробной и выстроить явления в ясную логическую цепочку. Если она появится, то ее принципы и станут окончательными.

Очевидно, для этого требуется что-то принципиально новое. Ученые должны будут учесть и одно из главных достижений астрономии последних лет – обнаружение лун у других планет. Правильная теория должна стать универсальной для всех планетных систем и быть частью общей теории образования всех звездных систем.

Кратер в кратере. Меньший кратер диаметром около 14 километров внутри кратера Джоуль Т (Joule T) назван в честь бывшего главного ученого НАСА Майкла Варго (Michael Wargo) Фото: НАСА

Колонизация Луны неизбежна?

Теория теорией, однако и без нее практика может развиваться успешно. Научные проблемы, сдерживавшие создание лунных станций, принципиально решены. Вода на Луне есть. От всепроникающей лунной пыли, космической радиации и излучений, особенно жесткого солнечного рентгена, колонистов защитят глубокие пещеры. Температура внутри Луны остается постоянной уже на небольших глубинах.

Последние данные показывают места, где удобно разместить лунные базы. Летом прошлого года инфракрасный радиометр лунного разведчика нашел регион с комфортными температурными условиями в море Спокойствия. В теневой области цилиндрической впадины глубиною 100 метров температура всегда постоянна и равна 17°С.

Колонизация Луны интересна не только военным, которые надеются с ее орбиты контролировать Землю. Однако наполеоновские планы построения лунных баз, обнародованные сверхдержавами еще два десятилетия назад, пока не реализованы. Китай тоже не спешит. По его планам массовая экспансия на Луну будет происходить в середине нашего столетия. Стоит заметить, что многочисленность участников освоения Луны – это гарантия от монополии, которая может нанести вред остальным жителям планеты.

У ученых есть идеи вынести на Луну особо вредные производства, чтобы не загрязнять Землю их отходами. На спутнице нет окисления, но есть масса полезных ископаемых, в которых нуждается особо чистая электроника. Правда, придется разработать защиту от всепроникающего лунного реголита, который, как показывает опыт астронавтов, способен забраться в любую щель, даже в космические скафандры.

Существуют планы разместить на Луне автоматизированные космические обсерватории. Здешним телескопам не будет мешать искусственная засветка, как это происходит на Земле. Да и атмосферы на Луне нет. Правда, возможным это станет лишь некоторое время спустя, после создания надежной лунной инфраструктуры. По словам В.В. Сазонова, одна из главных проблем освоения Луны – это надежная связь.

Пока же все идет своим чередом. В мире созданы целые институты для изучения земной спутницы. Космонавтика и развивающаяся селенология приносят регулярные открытия. Происходит удешевление космических миссий и снижение размеров космических аппаратов. Если раньше космонавтика была полностью плановой, то теперь в ней появился рынок, на который вышли десятки инновационных компаний. Есть они и в нашей стране.

Тем временем земляне активно совершенствуют робототехнику. Созданы всевозможные виды роботов, бегающих и ползающих, прыгающих и летающих, твердых и мягких, автономных и контролируемых, одиночных и групповых. Сейчас многие из них оборудованы системами управления с интеллектуальными алгоритмами.

В связи с технической сложностью, опасностями и дороговизной пилотируемых полетов на Луну очевидно, что первым этапом ее колонизации станет размещение на ее поверхности и орбите разнообразной роботизированной техники с искусственным интеллектом.

Современные роботы дешевы и надежны. Их легко ремонтировать. Цена их потери несравнима с ценой человеческой жизни. Они вполне смогут изучить Луну вдоль и поперек и помогут разрешить критическую массу ее загадок. После этого и станет возможным освоение Луны человеком.

В.В. Сазонов, С.И. Демидова, М.Л. Литвак и В.А. Шуршаков на научном кафе, организованном Фондом Андрея Мельниченко в сотрудничестве с «Химией и жизнью». Апрель 2023