| планета | новости | погода | ориентирование | передвижение | стоянка | питание | снаряжение | экстремальные ситуации | охота | рыбалка
| медицина | города и страны | по России | форум | фото | книги | каталог | почта | марштуры и туры | турфирмы | поиск | на главную |

На суше и на море 1977(17)

Погожим июньским днем 1974 г. в просторной аудитории МГУ собрались советские и американские ученые, чтобы подвести итоги космическому этапу исследования естественного спутника Земли, взглянуть через «испещренное кратерами, запыленное лунное окно» на извечные земные проблемы и загадки .

Восстановим в памяти, как проходили исследования Луны.

Первым селенографом был Галилео Галилей. В 1609 г. он направил на Луну самодельный телескоп и поразился: «Поверхность Луны неровная, шероховатая, испещренная углублениями и возвышенностями. Как поверхность нашего земного шара делится на две главные части, земную и водную, так и на лунном диске мы видим великое различие: одни большие поля более блестящие, другие — менее...»

Темные пятна на Луне назвали морями. Так появились Море Дождей, Море Облаков, Спокойствия, Ясности. Влажности, Океан Бурь и др. А вот воды на Луне не оказалось. Ни воды, ни воздуха, ни жизни. Правда, достоверно узнали о последнем уже в наши дни.

В начале XX века телескоп соединили с фотоаппаратом, и, когда был издан фотоатлас Луны из 280 карт, старт к ней взяла первая ракета — советская автоматическая станция «Луна-1». Начался космический этап изучения Селены. Он сразу же обогатил наши представления о вечном и единственном спутнике. Люди увидели обратную сторону Луны, дотоле скрытую из-за совпадения периодов ее обращения вокруг Земли и своей оси. Фотографии обратной стороны впервые передала «Луна-3». И оказалось: нет на обратной стороне больших темных пятен, как на видимой. А пятна эти — моря без воды, базальтовые плато — представляют собой результат бомбардировки поверхности Луны мил-

лиарды лет назад гигантскими метеоритами. В трещины и воронки, образовавшиеся от этих ударов, изливалась, как из жерла земных вулканов, базальтовая лава. Почему эти «моресоздающие» удары пришлись в основном на видимую сторону, пока неясно. И это далеко не самая сложная из нерешенных лунных загадок.

Съемки Луны с помощью космических ракет убедили землян в том, что лик Селены испещрен оспинами — ударными метеоритными кратерами самого разного калибра. Однако вблизи ее поверхность удалось рассмотреть лишь через семь лет после первого прилунения, когда мягкую посадку совершила «Луна-9». И сразу же рассеялся миф о том, что поверхность Селены покрыта толстым слоем пыли. Последующие запуски советских и американских спутников Луны позволили многое узнать о том, что творится в ее недрах. Изучая орбиту этих спутников, измерили момент инерции—свойство вращения планеты. И стало ясно, что плотность Луны мало меняется с глубиной. И уж во всяком случае нет у нее такого плотного, тяжелого (железного?) ядра, как у Земли. И еще: эти спугаики «не ночувствовапи» сильного магнитного ноля Луны, но зато четко отметили резкие увеличения поля тяготения в районах круг лых морей видимой стороны: Дождей, Нектара, Ясности, Влажности, Кризисов. Будто там сконцентрировалась масса тяжелого вещества из кедр (их так и назвали, «маско-нами») или же захоронены глыбы тяжелых метеоритов. И еще задолго до взятия проб лунного грунта спутники по характеру гамма-излучения предрекли различия химического состава пород «морей» и «континентов».

В сентябре 1970 г. в равнинный район Моря Изобилия опустилась автоматическая станция «Луна-16». Из нее выдвинулась штанга с буровым станком, электробур за несколько минут погрузился в грунт. Полученный керн был упакован в герметичный контейнер возвращаемого аппарата и, преодолев 400 тыс. км, попал в лаборатории геологов. Второй автомат, «Луна-20», в феврале 1972 г. взял пробу из материкового района, разделяющего моря Кризисов и Изобилия. Третий, «Луна-24», в августе 1976 г.— из юго-восточной окраины Моря Кризисов. Породы морей оказались темными базальтами, материковые — светлыми анортозитами, богатыми окислами алюминия. И те и другие известны на Земле, только Содержание сопутствующих и редких элементов в них разное. Это опровергает гипотезу «отрыва» Луны от Земли. Но породы и достаточно схожи для того, чтобы не подтвердить вариант «захвата» готовой Луны с далекой орбиты.

Основное отличие химического состава планет — обеднение Луны железом и летучими легкоплавкими элементами— хорошо объясняется гипотезой образования Луны в околоземном спутниковом рое из 2—3 протолун. Среди материковых пород был найден самый древний образец, видевший «детство» планет земной группы. Именно возраст лунного грунта—4,6 млрд. лет — принят сейчас в качестве возраста планет Солнечной системы.

... Едва терминатор — линия смены дня и ночи—пересек Море Ясности, как на безжизненной поверхности Луны началось не предусмотренное природой движение. Странный, из металла, стекла и пластика, восьмиколесный механизм высотой чуть более метра и длиной немногим более двух «проснулся». Открылась панель солнечной батареи. Вкусив животворный электрический заряд, аппарат ожил, встряхнулся, пополз вверх по склону кратера, обходя большой камень, вышел на ровное место и взял курс на борозду.

Подвижные научные станции—луноходы— важный этап в создании селено-автоматов. Первый из них 17 ноября 1970 г. мягко опустился в Море Дождей. Он был не велик ростом, весил три четверти тонны и энергии потреблял не больше бытового утюга. Ноколесас независимыми подвесками и электродвигателями, питаемыми энергией от солнечных батарей, обеспечивали его высокую проходимость и маневренность. А шесть телефотоглаз осматривали трассу и передавали панораму поверхности на Землю.

Пройдя некоторое расстояние, «Луноход» останавливался, «отдыхал». Тогда начинали работать научные приборы. Конус с крестообразными лопастями вдавливался в грунт и поворачивался вокруг оси, исследуя механические свойства реголита.

Другой прибор, с красивым именем РИФМА (рентгеновский изотопный флюоресцентный метод анализа), определял относительное содержание в грунте химических элементов.

Лунный грунт, так называемый реголит —рыхлое «одеяло»,— своеобразный термостат Луны, электрический изолятор планеты, ловушка для сейсмических колебаний, которые не затухают в нем часами.

«Луноход-1» проводил исследования десять с половиной земных месяцев, или 10 лунных дней. Была изучена площадь 80 тыс. кв. км, передано 200 панорам и 20 тыс. лунных пейзажей, в 500 местах испытан на прочность грунт, в 25 точках—его химический состав. На финише «Луноход-1» встал так, что на Землю был направлен установленный на нем уголковый светоотражатель. С его помощью ученые не только измерят расстояние от Земли до Луны с точностью до метров, но и надеются определить, существует ли дрейф земных континентов.

У «Лунохода-2», доставленного на наш естественный спутник 16января 1973 г., задача была посложнее — пересечь морской участок кратера Лемонье и обследовать континентальный массив Тавр. Появились и новые приборы: астрофотометр определял светимость лунного неба, магнитометр — силу магнитного поля и остаточную намагниченность грунта.

Автоматические станции работали в сложных условиях. И потому ученые ждали каждого лунного рассвета с опасениями: пробудится ли «организм» автомата, не «продрог» ли он в стуже двухнедельной лунной ночи, когда температура поверхности вдвое ниже, чем на полюсе холода в Антарктиде.

Астрофотометр «всматривался» в небо Луны; даже днем, при свете солнца, оно было черным; звезды, яркие и немигающие, стояли почти неподвижно, а над горизонтом сияло бело голубое чу до — Земля.

«Луноход-2» благополучно «просыпался» 5 раз в на славу грудился. Два лунных дни он двигался на юг в направлении материка, потом свернул на восток к меридиональному разлому. По мерс, перехода от моря к континенту содержание химических элементов в реголите менялось; железа становилось меньше, алюминия и кальция—больше. Это соответствовало тому., что обнаружили в земных лабораториях петрографы, изучившие около полутонны образцов, доставленных на Землю астронавтами и автоматами из Н точек видимой стороны Лупы. Лунные камни изучались с тщательностью, которой не удостаивался пи один земной образец.

«Луноход-2» наловчился делать виражи и повороты, не снижая хода; скорость движения временами достигала почти километра в час. Вездеход пересекал кратеры диаметром в несколько десятков метров, взбирался на склоны крутизной 25", обходил каменные глыбы, достигавшие в поперечнике нескольких метров. Эти глыбы не результат выветривания, и не ледник приволок их.

Страшные удары метеоритов вырвали «с мясом» тонны камней из коры .Куны. Не будь такого «сверхглубокого бурения» Луны, геологи должны были бы довольствоваться лишь пылью да реголитом, а теперь они имеют образцы коренных пород, раскрывающие секреты лунных недр.

...«Луноход» спешил, будто чувствовал, что впереди — открытие, приподнимающее завесу над одной из основных загадок Селены — парадоксом магнитного пол я...

Магнитометры спутников, «Апполонов» и «Лунохода» не обнаружили на Лупе стабильного магнитного ноля с северным и южным попиками, хотя вообще-то показания приборов не были нулевыми, Однако сила лунного магнита в тысячи раз меньше земного и весьма меняется от места к месту.

Отсутствие магнитного диполя можно объяснить чем, что у Луны нет механизма, который, как думают многие, похож по принципу действия на динамо-машину. Именно он может действовать во внешнем жидком ядре Земли, состоящем в основном из железа с примесями. Здесь, текут потоки электропроводящего вещества. Возникает магнитное поле—-«магнитный скафандр» Земли. Он окутывает ее броней силовых линий, через которые почтя не могут пробиться солнечные протоны и галактические космические лучи, губительные для всего живого. На Луне такой защиты нет, да и защищать-то там было нечего: из-за небольшой массы Селена не удержала атмосферы, потому и не образовался там океан, не возникла в нем жизнь...

Но вот «Луноход-2» вдруг обнаружил большую намагниченность лунного грунта, не соответствующую слабому современному полю. А ведь она воспроизводит состояние лунного «магнита» в те дафние времена, когда породы здесь затвердевали из расплава.

Все лунные образцы, доставленные на Землю, очень древние. Напрасно чаяли вулканологи найти на Луне следы современных извержений. Здесь нет, вернее, не найдено пород моложе 3 млрд. лет. Столь давно прекратились излияния магмы, извержения вулканов. Затвердевая по мере остывания, породы зафиксировали былое величие лунного магнитного поля, которое было прямо-таки соизмеримо с земным. А что, если и на Луне когда-то были глобальный «магнит» и магнитное «динамо» в недрах?

... Несколько лет прошло с тех пор, как, проработав пять лунных дней и пройдя около 40 км, «Луноход-2» замер в кратере Лемонье монументом во славу космической технике наших дней. А жаркие споры не затихают на страницах научных журналов, в залах конференций. Продолжались они и на встрече ученых СССР и США в Москве в июне 1974 г.

Некоторый свет на этот парадокс пролил лунный сейсмический эксперимент.

Первыми лунными сейсмологами были американские астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Оддрин: 21 июля 1969 г. они установили автоматическую сейсмическую станцию в месте посадки «Аполлона-! 1» в Море Спокойствия. Первые лунные сейсмограммы, первые тревоги и недоумения: все так необычно, не похоже на Землю. К сожалению, из-за неисправности в командном управлении первая станция работала на Луне не долго. К тому же источник электропитания на ней был не очень удачный — солнечные батареи, а ведь слушать «пульс» планеты сейсмолог должен день и ночь.

Во время экспедиции «Аполлона-12» в ноябре 1969 г. в юго-восточной части Океана Бурь появилась станция, питаемая изотопными батареями. Сейчас на видимой стороне Луны работает сеть из четырех станций. Они снабжены однотипными сейсмометрами, образующими систему из трех взаимно перпендикулярных приборов, способную определить, откуда пришла сейсмическая волна. Но главное — приборы эти очень чутки: они фиксируют перемещение грунта столь

ничтожное, как размер атома. На Земле сейсмограф с такой чувствительностью просто не смог бы работать: нужная запись была бы «забита» другими шумами от волнения океана, работы различных механизмов и пр. На Луне этих помех нет. Правда, падают метеориты, но не столь часто, как предполагалось. «Трещит» там поверхность под действием температурных контрастов дня и ночи, однако сигналы эти все же слабые.

Астронавты экипажа «Аполлон-12» установили первую надежную действующую сейсмическую станцию. После завершения программы работ экспедиции на поверхность Луны был сброшен лунный модуль (взлетная ступень). Он упал в 67 км от станции, породив сейсмическую волну. Это была остроумная идея ученых — возбуждать сейсмические волны падением отработанных уже ступеней космических аппаратов, место прилунения и сила ударов которых хорошо известны.

Словно метеор, правда без свечения и грохота,пронесся в черном небе Селены лунный модуль и со скоростью 1,7 км/сек врезался в ее поверхность. Через 23 секунды дрогнул маятник сейсмометра в Океане Бурь. Всего через секунду этот всплеск достиг анализирующих устройств земных лабораторий. И... понадобились месяцы, пока улеглись страсти, которые вызвал эксперимент. Таких сейсмограмм не было за полувековую историю сейсмологии: колебания продолжались целый час.

Новый эксперимент подтвердил достоверность феномена. Правда, экспедиция «Аноллон-13» из-за взрыва одного из топливных баков не смогла сесть на Луну, но третья ступень ракеты «Сатурн-5» после отделения от корабля упала в 136 км от сейсмометра «Аполлона-12». На этот раз Луна «звенела»... 4 часа. В феврале 1971 г. появилась сейсмическая станция «Аполлона-14» в районе Фра-Мауро. Дальнейшие исследования показали, что причина «сейсмозвона» — блуждание волн в хаосе трещин, созданных ударами метеоритов. И вот что знаменательно: затягиваясь и рассеиваясь на трещинах, сигналы в лунной коре почти не ослабевают. Ведь на Земле колебания даже при самых сильных землетрясениях длятся минуты, на Луне — часы. Дело в том, что на Луне нет атмосферы и свободной воды, стало быть, нет и тепловых потерь Вся энергия, посланная в грунт в месте удара, приходит к сейсмоприемнику. Поэтому на Луне сейсмические исследования много экономичнее.

В районе станций «Аполлон-12 и -14» было сброшено девять космических аппаратов и в итоге изучено устройство лунной коры до глубины 100 км. На глубине 60 км здесь проходит граница коры и мантии. Таким образом, кора Луны такая толстая, как на Земле в горах, и куда мощнее океанической коры.

Заглянуть глубже, в мантию Луны, удалось лишь в мае 1972 г.,когда в районе станции «Аполлон 14» упал крупный метеорит. Его удар записали станции «Аполлон-15» в Апеннинах и даже «Аполлон-16» вблизи кратера Декарта, в типично континентальных районах, удаленных на 1000 км.

Астронавты «Аполлона-14 и -16» провели сейсморазведочные наблюдения: расставили сейсмометры по профилю и прошли вдоль него, постукивая по грунту. Оказалось, что в районе лунных морей и континентов состав пород разный, а сейсмические свойства верхнего слоя сходные. Тот же реголит, в котором волны не «бегут», а прямо-таки «плетутся» — 100 м в секунду. По-видимому, для упругих волн важны механические свойства грунта, а в этом все ландшафты Луны одинаковы, всюду она «распахана» метеоритами.

После экспедиции «Аполлона-16» на видимой стороне Луны возникла, как уже говорилось, сеть сейсмических станций, образующая треугольник со сторонами более 1000 км. С его помощью можно определять место, откуда пришла волна, где упал метеорит, где произошло лунотрясение.

Существуют ли лунотрясения, какие они—эти вопросы очень волновали сейсмологов. Похожа ли внутренняя «жизнь» Луны на земную? Ученых ждало разочарование. «Сестра» Земли по рождению оказалась весьма «дальней родственницей» по сейсмичности: энергия всех происшедших за годы наблюдений лунотрясений в миллиард раз меньше, чем землетрясений. Можно сказать так: внутренняя жизнь Луны определяется и диктуется внешними факторами. Когда она подходит в перигее своей орбиты всего ближе к Земле и сила притяжения последней больше, тогда и происходят лунотрясения. Да и что это за «трясения»; они не только будущим городам и ракетодромам на Луне не страшны, их едва улавливают даже сверхчуткие лунные сейсмометры.

Эти так называемые приливные лунотрясения происходят редко и строго по «гравитационному расписанию», так что их можно предсказать. Очаги лунотрясений очень глубоки—на расстоянии 500—800 км от поверхности.

17 июля 1972 г. метеорит весом 1 г упал в районе Моря Москвы на обратной стороне Луны. Удар гигантской силы отправил сквозь Луну волны, качнувшие маятники сейсмометров на видимой стороне. Записи этого сотрясения были необычны: не удалось найти так называемых поперечных, или сдвиговых, волн. Таких волн не бывает в жидкости, они не проходят и сквозь внешнее ядро Земли, поэтому его считают жидким. От удара метеорита волны бежали к четырем станциям разными путями. На тех трассах, которые «заглянули» глубже 800 км, поперечных волн не оказалось. Значит, вещество, находящееся в центральной половине, нагрето до точки плавления или расплавлено хотя бы на несколько процентов.

А что, если раньше, очень давно, недра Луны были расплавлены не частично, а полностью? Тогда там могли быть потоки вещества, могла закрутиться «динамо-машина» и возникнуть дипольное магнитное поле, остатки которого «запомнили» породы Луны. Вот и разгадка магнитного парадокса.

.. «Аполлон-17» побывал на Луне в декабре 1972 г. В горном районе Тавр-Литтров был проведен еще один сейсмо-разведочный эксперимент, позволивший заглянуть в верхние слои до глубины 1,5 км, где рыхлое «одеяло», созданное метеоритами, подстилается компактными коренными породами. Оставленные здесь сейсмометры, регистрируя тепловые сотрясения, помогли установить, что склоны метеоритных кратеров понемногу осыпаются, но только очень-очень медленно. На долгие времена останутся на Луне следы замечательной космической эпопеи — работы луноходов и пребывания астронавтов в районах лунных морей и континентов...

Нет, не напрасно стремились люди на Луну. Многое стало яснее, но немало осталось и загадок: тихий голос лунных недр едва слышен с Земли. Чутко вздрагивают маятники лунных сейсмометров, разрабатываются новые маршруты луноходов. Исследования Селены — космической сестры Земли — будут продолжаться.