Исследование Луны
Луна расположена к Земле ближе всего, поэтому стала главным объектом космического изучения и одной из целей гонки США и СССР. Первые аппараты запустили в 1950-х гг. и это были примитивные механизмы. Но техника не стояла на месте, что привело к первому шагу Нила Армстронга по лунной поверхности.
В 1959 году к спутнику отправили советский аппарат Луна-1, пролетевший мимо на удаленности в 3725 км. Эта миссия важна, так как показала, что земной сосед лишен магнитного поля.
Первая посадка на Луну
Юджин Сернан из Аполлона-17 проверяет лунный ровер на посадочной площадке в декабре 1972 года. Это транспортное средство, расширяющее исследовательские возможности экипажа в условиях низкой гравитации
В том же году отправили Луну-2, которая приземлилась на поверхность и зафиксировала несколько кратеров. Первые размытые фото Луны прибыли с третьей миссией. В 1962 году примчался первый американский зонд – Ренджер-4. Но это был смертник. Ученые специально направили его к поверхности, чтобы получить побольше данных.
Ренджер-7 отправился через 2 года и перед гибелью передал 4000 снимков. В 1966 году Луна-9 безопасно приземлилась на поверхности. Научные инструменты не только прислали более качественные снимки, но и изучили особенности чужого мира.
Пилт Базз Олдрин на Аполлоне-11 позирует для портрета в 1969 году. Этот полет привлек самую большую аудиторию.
Успешными американскими миссиями стали Surveyor (1966-1968), исследовавшие почву и ландшафт. Также в 1966-1967 гг. были отправили американские зонды, закрепившиеся на орбите. Так удалось зафиксировать 99% поверхности. Это был период исследования Луны космическими аппаратами. Получив достаточную базу данных, настало время отправлять первого человека на Луну.
Человек на Луне
На заднем плане – лунный модуль, а впереди – салютирующий американскому флагу Дейв Скотт из Аполлона-15 после посадки в 1971 году. Это четвертая лунная миссия и первая с ровером
20 июля 1969 года к спутнику прибыли первые люди — Нил Армстронг и Базз Олдрин, после чего началось исследование Луны американцами. Миссия Аполлон-11 приземлилась в Море Спокойствия. Позже прилетит лунный ровер, который позволит быстрее перемещаться. До 1972 года успело прибывать 5 миссий и 12 человек. Сторонники теории заговора все еще пытаются понять, были ли американцы на Луне, предоставляя последние исследования и внимательно рассматривая видео. Пока точного опровержения полета нет, так что будем рассматривать первый шаг Нила Армстронга как прорыв в космических исследованиях.
Этот прорыв позволил сосредоточиться на других объектах. Но в 1994 году НАСА вернулись к лунной теме. Миссия Клементина сумела отобразить поверхностный слой в различных длинах волн. С 1999 года Лунный Разведчик занимался поиском льда.
Сегодня интерес к небесному телу возвращается и готовятся новые космические исследования Луны. Кроме Америки на спутник смотрят Индия, Китай, Япония и Россия. Уже идут разговоры о колониях, и люди смогут вернуться на земной спутник в 2020-х гг. Ниже можете рассмотреть перечень космических аппаратов, направленных к Луне, и знаменательные даты.
Космические аппараты, исследовавшие Луну
- 1609 г. – Томас Харриот стал первым, кто направил телескоп в небо и отобразил Луну. Позже он создаст первые карты;
- 1610 г. – Галилей выпускает публикацию наблюдений за спутником (Звездный Вестник);
- 1959-1976 гг. – Лунная программа США из 17 роботизированных миссий достигла поверхности и трижды вернула образцы;
- 1961-1968 гг. – Американские запуски подготавливают почву для запуска первых людей на Луну в рамках программы Аполлон;
- 1969 г. – Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на лунную поверхность;
- 1994-1999 г. – Клементина и Лунный разведчик передают данные о возможности наличия водяного льда на полюсах;
- 2003 г. – SMART-1 от ЕКА добывает данные о главных лунных химических составляющих;
- 2007-2008 гг. – Японский аппарат Кагуя и китайский Шанье-1 запускают однолетние орбитальные миссии. За ними последует индийский Шандраян-1;
- 2008 г. – Формируется Лунный научный институт НАСА, чтобы возглавлять все миссии по лунной разведке;
- 2009 г. – LRO и LCROSS от НАСА стартуют вместе, чтобы заново освоить спутник. В октябре второй аппарат расположили над затененной стороной возле южного полюса, что помогло отыскать водяной лед;
- 2011 г. – Отправка корабля CRAIL для отображения внутренней лунной части (от коры к ядру). НАСА запускает ARTEMIS, сконцентрированный на поверхностном составе;
- 2013 г. – Аппарат LADEE от НАСА отправляется для сбора сведений о структуре и составе тонкого лунного атмосферного слоя. Миссия закончилась в апреле 2014-го;
- 14 декабря 2013 г. – Китай стал третьей страной, которая опустила аппарат на поверхность спутника – Юту;
Источник
Лунные тайны: история исследования спутника Земли
Как образовалась Луна?
Согласно теории «гигантского столкновения» (или модели ударного формирования), у молодой Земли не было Луны. В какой-то момент в ранней истории нашей планеты гипотетическая планета Тейя, размером с Марс или чуть более, столкнулась с Землей. Мгновенно большая часть массы Тейи и значительная часть Земли испарились. Облако поднялось на высоту более 22 000 км, где сконденсировалось в неисчислимые твердые частицы, которые, вращаясь вокруг Земли, собирались во все более крупные объекты, и в итоге слились воедино в Луну.
Измеряя возраст образцов лунного грунта, мы знаем, что Луне около 4,6 миллиарда лет, или примерно столько же, сколько Земле.
Цифры и факты о Луне
Снимок в полнолуние, сделанный 10-22-2010 из Мэдисона, штат Алабама, США. Снято на телескопе Celestron 9.25 Шмидта-Кассегрена. Автор: Gregory H. Revera — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=11901243
Вращение Луны — время, необходимое для вращения вокруг своей оси — занимает столько же времени, сколько и вращение вокруг орбиты Земли — около 27,3 суток. Это означает, что вращение Луны синхронизировано таким образом, что Луна постоянно повернута к нам одной и той же своей стороной. Обратная сторона Луны (или темная сторона) была сфотографирована только с космического аппарата.
Луна вращается вокруг Земли со средней скоростью 3700 километров в час.
Гравитационное притяжение Луны на Земле является основной причиной приливов и отливов океанских вод. Вращение Земли вызывает два прилива и два отлива каждый день.
Безвоздушная лунная поверхность нагревается на солнце до 117 градусов по Цельсию в течение двух недель (лунный день длится около месяца). Затем, в течение такого же периода, пространство находится в темноте. Темная сторона охлаждается до −169 градусов по Цельсию.
История изучения Луны
В январе 1959 года небольшой советский аппарат «Луна-1» стал первым космическим кораблем, достигшим второй космической скорости. Он же стал первым искусственным спутником Солнца. Хотя «Луна-1» не достигла поверхности Луны, как предполагалось, космический корабль пролетел на расстоянии около 6500 километров от нее. Его набор научного оборудования впервые показал, что на Луне нет магнитного поля.
Позже, в 1959 году, «Луна-2» стала первым космическим кораблем, который достиг поверхности Луны. Третья лунная миссия впоследствии сделала первые размытые снимки обратной стороны нашего спутника.
Первое изображение, переданное АМС «Луна-3», показывающее обратную сторону Луны
В 1966 году советский космический корабль «Луна-9» стал первым аппаратом, благополучно совершившим мягкую посадку на поверхности спутника. Небольшой корабль был снабжен научным и коммуникационным оборудованием и сфотографировал лунную панораму. «Луна-10» была запущена позднее в том же году и стала первым космическим кораблем, который успешно облетел Луну.
В 1961 году Джон Ф. Кеннеди обязал Соединенные Штаты высадить человека на Луну до завершения десятилетия. Программа «Аполлон» была разработана для безопасной отправки людей на Луну и обратно.
В 1966 и 1967 годах НАСА запустило пять миссий «Лунный орбитер», которые были предназначены для облета Луны и составления карты ее поверхности для подготовки к последующим посадкам с экипажем. Эти орбитальные аппараты сфотографировали около 99 процентов поверхности Луны и предоставили фотографии потенциальных мест высадки.
Снимок кратера Уэбб , «Лунар орбитер-1», август 1966 г.
20 июля 1969 года Нил Армстронг и Эдвин «Базз» Олдрин стали первыми людьми, ступившими на поверхность Луны, когда их посадочный аппарат «Аполлон-11» приземлился в Море Спокойствия. Весь мир запомнил слова Армстронга: «Один маленький шаг для человека и огромный скачок для человечества».
Услышать знаменитые слова можно на сайте NASA.
Эдвин Олдрин на поверхности Луны в 1969 году
«Аполлон-16» и «Аполлон-17» в 1972 году были последними двумя полетами на Луну с экипажем, а советский космический корабль «Луна-24» в 1976 году был последним приземлившимся на лунную поверхность до следующего столетия. Образцы, собранные во время этих лунных исследований, дали нам огромное количество знаний о геологии и образовании лунной поверхности.
Возвращение на Луну не стояло на переднем крае космических программ на протяжении десятилетий. По словам эксперта по космической политике Джона Логсдона, нет никаких научных причин возвращаться на Луну — миссии Аполлона уже собрали 382 килограмма лунных камней, некоторые из которых до сих пор не проанализированы.
Недавний и будущий статус исследования Луны
Недавние достижения в изучении Луны связаны с китайскими и израильскими космическими программами.
В 2013 году, спустя 37 лет после последнего успешного прилунения, китайский луноход Юйту достиг поверхности Луны.
В январе 2019 года китайский посадочный аппарат Chang’e-4 приземлился на противоположной стороне Луны, став первым космическим кораблем, который когда-либо сделал это.
Панорама посадочной площадки Чанъэ-4 на обратной стороне Луны 15 февраля 2019 года. Автор: CNSA, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=76915371
В апреле 2019 года израильский космический корабль «Берешит» облетел вокруг Луны, но потерпел крушение при попытке приземлиться. Несмотря на то, что он потерпел неудачу при посадке, его успешный запуск с частной ракеты SpaceX считается значительным достижением.
Если говорить о будущем лунных экспедиций, то Генеральный директор Amazon Джефф Безос и его космическая компания Blue Origin объявили о проекте создания лунной базы, где люди будут работать и жить. Ракета New Glenn может совершить свой первый полет уже в 2021 году, поддерживая цель НАСА по возвращению человека на Луну к 2024 году.
Источник
История исследования Луны
17 ноября 1970 года на поверхность Луны советской межпланетной станцией «Луна-17» был доставлен первый лунный самоходный аппарат «Луноход-1», предназначенный для комплексных исследований лунной поверхности. Начался новый этап в исследовании естественного спутника Земли автоматическими аппаратами.
Эпоха изучения единственного естественного спутника Земли Луны космическими средствами началась 2 января 1959 года, когда в Советском Союзе был произведен запуск автоматической межпланетной станции (АМС) «Луна-1» — первого космического аппарата, отправленного в сторону Луны. Сблизившись с Луной 4 января, станция прошла от нее на расстоянии около шести тысяч километров и стала первым в мире искусственным спутником Солнца. С помощью научной аппаратуры «Луны-1» были получены данные о радиационной обстановке и газовой составляющей межпланетного вещества в окололунном пространстве.
Также с помощью станции было установлено отсутствие существенного магнитного поля вблизи Луны.
Следующая станция «Луна-2» стартовала 12 сентября 1959 года. Успешно выполнив программу научных исследований, она достигла лунной поверхности 14 сентября. Станция врезалась в Луну со скоростью 3,3 километра в секунду и разлетелась на части. Впервые в истории был осуществлен космический полет с Земли на другое небесное тело. Исследования, проведенные «Луной-2» подтвердили данные о том, что Луна не имеет заметного магнитного поля, что вокруг нее нет радиационных поясов.
4 октября 1959 года была запущена АМС «Луна-3», которая совершила облет Луны и сфотографировала ее невидимую с Земли сторону. Снимки, сделанные на расстоянии 60-70 тысяч километров от лунной поверхности и переданные по радиоканалу на Землю, дали первые представления о большей части этой стороны Луны.
Изучение естественного спутника Земли впоследствии было продолжено с помощью советских автоматических станций серии «Зонд» и «Луна», а также американских — серии «Пионер» (Pioneer) и «Рейнджер» (Ranger). В результате проведенных научных исследований была получена ценная научная информация, в частности, она позволила советским ученым составить первую полную карту и первый глобус Луны.
Качественно новый этап в изучении природы Луны начался 3 февраля 1966 года, когда станция «Луна-9», запущенная 31 января, совершила мягкую посадку на лунную поверхность.
Она передала на Землю панорамы лунного ландшафта в районе посадки, а также произвела измерения интенсивности радиации, обусловленной воздействием космических лучей и излучением лунного грунта. Продолжительность активного существования станции на поверхности Луны составила 75 часов.
Эти исследования были продолжены автоматической станцией «Луна-13», запущенной 21 декабря 1966 года, место посадки которой было расположено на обширной равнине «морского» типа, тогда как станция «Луна-9» опустилась в непосредственной близости от окраины материкового щита. На основе подробного изучения шести панорам, переданных станциями «Луна-9» и «Луна-13», была определена микроструктура грунта, а также получен ряд макрохарактеристик районов посадки.
АМС «Луна 10», запущенная 31 марта 1966 года, первой стала искусственным спутником Луны. На борту станции находился ряд научных приборов, которыми были выполнены комплексные орбитальные исследования Луны и окололунного пространства. Связь со станцией поддерживалась до 30 мая.
Исследования Луны с орбит искусственных спутников были продолжены советскими станциями «Луна-11,-12,-14 и —15». Они дали возможность получить детальные снимки больших площадей видимой и невидимой с Земли сторон Луны, уточнить ее конфигурацию, определить аномалии ее гравитационного поля, изучить метеоритную и радиационную обстановку в окрестностях Луны, а также получить общие сведения селенохимического характера.
США с 1966 года по 1968 год вывели на орбиту вокруг Луны пять станций «Лунар-Орбитер» (Lunar Orbiter) и станцию «Эксплорер» (Explorer). Для посадки на Луну проводились в то же время запуски семи аппаратов «Сервейер» (Surveyor).
Три последних аппарата этой серии («Сервейер-5, —6 и —7») имели в составе научной аппаратуры прибор для определения содержания ряда химических элементов в веществе грунта поверхности Луны. Этим было положено начало измерению химического состава лунного грунта непосредственно на поверхности Луны.
Задача возвращения из космоса на Землю научных лабораторий была решена в ходе полетов советских автоматических станций «Зонд-5» (сентябрь 1968 года) и «Зонд-6» (ноябрь 1968 года). Эти аппараты, совершив облет Луны и успешно выполнив программу намеченных научных экспериментов, благополучно возвратились на Землю, совершив посадку в заданных районах земного шара.
21 декабря 1968 года был запущен американский космический корабль «Аполлон-8» (Apollo 8) с тремя астронавтами на борту, который облетел 10 раз вокруг Луны и вернулся на Землю.
Экипаж космического корабля «Аполлон-10», стартовавшего в мае 1969 года и также совершившего облет Луны, во время полета отработал операции, связанные с обеспечением посадки на Луну и возвращением астронавтов на Землю.
20 июля 1969 года состоялась посадка на Луну пилотируемого модуля космического корабля «Аполлон-11» с двумя астронавтами США. В это время третий член экипажа оставался в орбитальном модуле. Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на Луну. Астронавты провели фотографирование лунной поверхности, сбор и доставку на Землю лунных образцов. 24 июля они вернулись на Землю.
При последующих запусках кораблей «Аполлон» на Луне побывали еще 10 человек. Астронавты доставили на Землю несколько сотен килограммов образцов и провели на Луне ряд исследований: измерения теплового потока, магнитного поля, уровня радиации, интенсивности и состава солнечного ветра (потока частиц, приходящих от Солнца).
Одновременно проводились исследования Луны советскими АМС «Луна». 24 сентября 1970 года была совершена первая автоматическая доставка на Землю лунного вещества станцией «Луна-16». Грунтозаборное устройство, впервые примененное на станции, осуществило бурение лунной поверхности на глубину 35 сантиметров, забор грунта и транспортировку образцов в контейнер возвращаемого аппарата.
10 ноября 1970 года была запущена АМС «Луна-17», доставившая 17 ноября на Луну самоходный аппарат «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 10,5 месяцев) прошел расстояние в 10 540 метров и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхности Луны и другую научную информацию. Установленный на нем французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Луны с точностью до долей метра.
Управлял передвижным аппаратом на Луне с помощью телевизионной картинки экипаж из Центра космической связи, находящемся в Симферополе. В состав экипажа входили водитель, оператор остронаправленной антенны, штурман, бортинженер и командир.
Последний сеанс с луноходом состоялся 14 сентября 1971 года. Затем наступила лунная ночь, после которой 30 сентября аппарат не вышел на связь.
В феврале 1972 года АМС «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Луны.
В январе 1973 года АМС «Луна-21» доставила на Луну «Луноход-2» для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым районами. «Луноход-2» работал пять лунных дней (четыре месяца), прошел расстояние около 37 километров. Работа аппарата была прекращена раньше запланированного срока из-за перегрева аппарата и выхода его из строя.
В декабре 1972 года лунная программа США завершилась шестой высадкой «Аполлона-17», а в августе 1976 года была запущена станция «Луна-24», ставшая последним космическим аппаратом, запущенным к Луне в СССР.
Главным результатом полета «Луны-24 стала доставка на Землю образцов лунного грунта массой 170 грамм, при этом номинальное погружение буровой коронки в грунт соответствовало 225 сантиметрам (с наклоном), а фактическая длина колонки составила около 160 сантиметров.
С этого времени изучение естественного спутника Земли практически не велось.
Лишь через два десятка лет, в 1990 году, свой искусственный спутник «Хитен» (Hiten) послала к Луне Япония, ставшая третьей «лунной державой». Затем было еще два американских спутника — «Клементина»(Clementine, 1994 год) и «Лунный разведчик» (Lunar Prospector, 1998). На этом полеты к Луне вновь были приостановлены.
В конце сентября 2003 года Европейское космическое агентство (ЕКА) с космодрома Куру (Французская Гвиана, Африка) запустило зонд «Смарт-1» (SMART-1), который приступил к реализации программы научных исследований Луны в марте 2005 года, а завершил свою исследовательскую миссию, разбившись 3 сентября 2006 года о поверхность естественного спутника Земли. Согласно сообщению ЕКА, благодаря работе лунного зонда ученым «впервые удалось обнаружить присутствие кальция и магния» на Луне, а также «произвести картографические съемки лунной поверхности, включая ее темную сторону».
В октябре 2007 года был запущен первый китайский лунный спутник «Чанъэ-1», который проработал на орбите Луны 16 месяцев и успешно прилунился в марте 2009 года. Собранные им данные позволили китайским ученым создать, в частности, первую тепловую карту Луны.
В октябре 2008 года с космодрома имени Сатиша Дхавана на острове Шрихарикота был запущен первый индийский лунный зонд «Чандраян-1» (Chandrayaan 1). Космический аппарат проработал на орбите Луны 312 дней, совершив 3,4 тысячи витков вокруг нее.
Он передал на Землю тысячи фотографий поверхности и данные о химическом составе Луны. 29 августа 2009 года «Чандраян» передал на Землю последний пакет данных, после чего связь с ним прервалась.
В конце июня 2009 года на американской ракете-носителе Atlas 5, оснащенной российскими двигателями третьей ступени, были выведены в космос космические аппараты LRO («орбитальный зонд разведки Луны») и LCROSS («зонд наблюдения и исследования лунных кратеров»), которые подтвердили, что в лунных полярных областях залегает лед.
1 октября 2010 года был запущен китайский спутник зондирования Луны «Чанъэ-2». Одной из основных его задач стал сбор необходимых сведений для осуществления успешной посадки «Чанъэ-3» и «Чанъэ-4» на поверхность Луны. Завершив работу по передаче снимков высокого разрешения лунной поверхности, 13 декабря 2012 года «Чанъэ-2» пролетел мимо астероида Таутатис и сделал его снимки.
В сентябре 2013 года был запущен в космос американский аппарат LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer), который 20 ноября вышел на низкую окололунную орбиту — от 12 до 60 километров над поверхностью спутника, и начал выполнять основную научную программу по изучению разреженной атмосферы Луны.
Предполагалось, что этой работой он будет заниматься 100 дней, но он проработал 128 суток. 18 апреля 2014 года LADEE прекратил свое существование после соударения с поверхностью Луны.
В ночь 15 декабря 2013 года на Луну произвел посадку китайский аппарат «Чанъэ-3», который доставил на поверхность спутника Земли луноход «Юйту» («Нефритовый заяц»). В задачи аппарата входило исследование геологической структуры и вещества на поверхности спутника Земли. Планировалось, что луноход будет работать три месяца, но 25 января 2014 года были выявлены неполадки в его системе. В феврале «Нефритовый заяц» вернулся к жизни. Луноходу удалось передавать данные на протяжении семи лунных ночей, что составляет примерно 101 земной день.
В США разрабатывается космический корабль, который в рамках исследовательской миссии без астронавтов на борту должен будет облететь Луну и вернуться на Землю в 2018 году.
В России в Федеральную космическую программу на 2016-2025 годы включена подготовка к пилотируемой миссии на Луну. Полет российских космонавтов и высадка на Луну планируется на 2029 год.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
Источник