Последние исследования Луны. Как называется лунный грунт
На протяжении 50 лет исследователи и научные группы со всего мира желают узнать подробную информацию о той или иной планете. Это не случайно, ведь многие мечтают выяснить происхождение и значимость других планетоидов и небесных тел. Что такое лунный грунт и как он выглядит? Это и многое другое вы можете выяснить, прочитав данную статью.
Общая информация о спутнике Земли
Не секрет, что Луна — это естественный спутник нашей планеты. Он является одним из самых ярких на земном небосводе. Расстояние между Землей и ее естественным спутником составляет более 300 тысяч километров. Удивительно, но Луна — это единственный объект вне Земли, на котором побывал человек.
Землю и Луну часто называют парными небесными. Это связано с тем, что их масса и размер имеют достаточно близкие показатели. На Луне неоднократно проводились исследования. Доказано, что там действует сила притяжения. На поверхности естественного спутника человек с легкостью может перевернуть небольшой автомобиль.
Многих интересует, какая Луна на самом деле. Она вращается вокруг Земли. В зависимости от положения естественного спутника, можно видеть его абсолютно по-разному. Луна совершает полный круг вокруг Земли за 27 суток.
Каждый из нас видел на Луне более темные или синие участки. Что это на самом деле? Много лет назад считалось, что это так называемые лунные моря. Данное понятие существует и сегодня. Но на самом деле это окаменевшие участки, через которые раньше извергалась лава. По данным исследований, это происходило много миллиардов лет назад. Рассмотрим ниже, как называется лунный грунт.
В 1897 году американский геолог впервые употребил термин «реголит». Сегодня он используется для определения лунного грунта.
Цвет реголита
Реголит — это лунный грунт. Его исследуют на протяжении многих лет. Главный вопрос, на который пытаются ответить научные исследователи со всего мира: возможно ли на такой почве что-либо выращивать.
Какой цвет лунного грунта? Каждый из нас может смело утверждать, что луна имеет серебряно-желтый окрас. Именно такой мы видим ее с нашей планеты. Однако это совсем не так. По данным исследователей, лунный грунт имеет приближенный к черному — темно-коричневый окрас. Нужно отметить, что для определения цвета почвы на территории естественного спутника, не стоит ориентироваться на фотографии, которые там сделаны. Не секрет, что фотоаппараты немного искажают реальный окрас.
Толщина грунта на Луне
Самый верхний слой Луны реголитный. Исследования грунта важны для создания чертежей и дальнейшего строительства баз. Считается, что лунная почва возникает в результате заполнения старых кратеров новообразованными. Толщина грунта вычисляется путем соотношения глубины так называемого моря и его сыпучей части. Наличие в кратере камней связано с содержанием в нем скальных образований. Благодаря приведенной в статье информации, можно сделать вывод, что толщина реголитного слоя на Луне отличается в зависимости от исследуемой территории.
К сожалению, на сегодняшний день невозможно исследовать всю поверхность Луны. Тем не менее уже существуют методы, которые позволяют изучать достаточно большую территорию естественного спутника.
Химический состав
Лунный грунт содержит в себе большое количество химических микроэлементов. Среди них кремний, кислород, железо, титан, алюминий, кальций и магний. Информация о составе почвы была получена благодаря методам дистанционной и рентгеновской спектроскопии. Стоит отметить, что существует несколько способов исследования лунного грунта. Главная их проблема — это разделение внимания на возраст реголита и его состав.
Негативное воздействие лунной пыли на организм человека
Ученые Национального управления по воздухоплаванию и исследованию космического пространства изучали плюсы и минусы планируемого освоения и переселения на Луну. Они доказали, что лунная пыль необычайно опасна для человеческого организма. Известно, что так называемые пылевые бури активизируются раз в две недели. Ученые также доказали, что регулярное вдыхание лунной пыли может привести к серьезным заболеваниям.
На поверхности легких существуют специальные волокна, на которых собирается вся пыль. В дальнейшем организм избавляется от нее при помощи кашля. Стоит отметить, что слишком маленькие частицы не прикрепляются к волокнам. Организм человека не адаптирован к негативному воздействию лунной пыли из-за ее небольшого размера. Ученые считают, что этот фактор необходимо учесть при разработке и строительстве баз на поверхности естественного спутника.
Негативное воздействие пыли, которая создает бури на поверхности естественного спутника, подтвердила лунная экспедиция «Аполлон 17». Один из астронавтов, который входил в ее состав, спустя некоторое время, проведенное на Луне, начал жаловаться на плохое самочувствие и лихорадку. Было установлено, что ухудшение состояния здоровья было связано с вдыханием лунной пыли, которая оказалась на борту вместе со скафандрами. Астронавт не столкнулся с осложнениями благодаря фильтрам, установленным на корабле, которые в кратчайшие сроки очистили воздух.
Исследование темной стороны
Совсем недавно Китай представил всему миру свой план исследование поверхности Луны. По предварительным данным, спустя два года на естественном спутнике будет установлено новое астрономическое устройство, которое позволит провести целый ряд исследований. Особенность в том, что оно будет расположено на темной стороне Луны. Устройство будет изучать геологические условия на поверхности естественного спутника.
Еще одним пунктом в плане является расположение радиотелескопа. На сегодняшний день радиопередачи с Земли недоступны на темной стороне спутника.
Органические вещества в составе лунного грунта
После одной из миссий «Аполлона» было выявлено, что привезенный с экспедиции лунный грунт содержит в своем составе органические вещества, а именно аминокислоты. Не секрет, что именно они участвуют в формировании белков и являются важным фактором в развитии всех живых организмов на Земле.
Ученые доказали, что лунный грунт не пригоден для развития всех известных нам форм жизни. Существует четыре версии появления аминокислот в составе лунного грунта. По мнению ученых, они могли оказаться на Луне, доставленные с Земли вместе с астронавтами. По другим версиям — это выбросы газов, солнечный ветер и астероиды.
После проведения целого ряда исследований ученые доказали, что, вероятнее всего, аминокислоты попали в состав лунного грунта из-за загрязнений с Земли, а также этому способствовали и падения астероидов на поверхность естественного спутника.
Первые полеты на Луну
В январе 1959 года в Советском Союзе был осуществлен запуск ракеты, которая вывела на траекторию полета к Луне автоматическую межпланетную станцию «Луна-1». Это первое устройство, которое достигло второй космической скорости.
Уже в сентябре стартовала автоматическая межпланетная станция «Луна-2». В отличие от первой, она достигла небесное тело, а также доставила туда вымпел с изображением герба СССР.
Менее чем через месяц в космос была выпущена третья автоматическая межпланетная станция. Ее вес составлял более 200 килограммов. На ее корпусе располагались солнечные батареи. В течение получаса станция при помощи встроенной фотокамеры автоматически сделала более 20 снимков Луны. Благодаря этому человечество впервые увидело обратную сторону естественного спутника. Именно в октябре 1959 года люди узнали, какая Луна на самом деле.
Магма на поверхности небесного тела
При одном из последних исследований Луны были выявлены под ее верхним слоем каналы с застывшей магмой. Ученые утверждают, что благодаря такой находке можно выяснить настоящий возраст нашего естественного спутника. Стоит отметить, что на сегодняшний день хронология возникновения Луны неизвестна.
Толщина лунной коры составляет 43 километра. Последние исследования Луны показали, что вся она пронизана подземными каналами. Ученые предполагают, что они образовались почти сразу после возникновения естественного спутника. Практически все каналы заполнены застывшей магмой. На местах их расположения присутствуют более высокие гравитационные поля. По предварительным данным, возраст подземных каналов составляет более четырех миллиардов лет. Такая находка является толчком для дальнейших исследований естественного спутника.
Продажа земельных участков на Луне
В последнее время появилось большое количество агентств, которые предлагают купить образцы лунного грунта или вовсе обзавестись земельным участком на другой планете. Агента, который может предоставить вам подобные услуги, можно найти в абсолютно любой стране. Не секрет, что покупать земельные участки на других планетах и небесных телах любят знаменитости и политики. В нашей статье вы можете выяснить, стоит ли покупать участок на Луне или же это очередная выдумка мошенников.
Сегодня существует большое количество агентств, которые предлагают любому желающему приобрести участок на Луне или лунный паспорт. Они утверждают, что спустя некоторое время человечество сможет беспроблемно бороздить просторы космоса и путешествовать на то или иное небесное тело. Именно по этой причине, по мнению агентов, покупка земельного участка уже сегодня — это выгодно и удобно.
Продажа земельных участков на других планетах и небесных телах началась еще 30 лет назад. Тогда американец Дэннис Хоуп нашел недочеты в международных законах и объявил себя владельцем всех небесных тел, которые вращаются вокруг Солнца. Он подал заявление на оформление собственности и сообщил об этом всем государствам. Следующим этапом была регистрация собственного агентства. На территории Российской Федерации зарегистрировано более 100 владельцев земельных участков на Луне.
На самом деле, агентство Дэнниса Хоупа было зарегистрировано в Неваде. В данном штате есть огромное количество законов, которые позволяют оформить любой документ за определенную сумму. Таким образом, Дэннис Хоуп продает не право на собственность, а самую обыкновенную красиво оформленную макулатуру. Исходя из этого, не один человек не может претендовать на земельный участок на Луне. Это подтверждает и законопроект, принятый 27 января 1967 года. Проанализировав всю информацию, которая приведена в нашей статье, можно сделать вывод, что покупка земельного участка на Луне — это пустая трата денег.
Подводим итоги
Луна — это естественный спутник Земли. Ученые исследуют его на протяжении многих лет. За это время они выяснили, что Луна имеет идентичные с нашей планетой размеры, а лунная пыль необычайно опасна для здоровья. Сегодня достаточно популярна покупка земельных участков на территории естественного спутника. Однако мы не советуем совершать такое приобретение, поскольку это пустая трата средств.
Источник
Лунный грунт — Lunar soil
Лунный грунт является мелкой фракцией из реголита , найденного на поверхность на Луне . Его свойства могут существенно отличаться от земной грязи. Физические свойства лунного грунта в первую очередь являются результатом механического разрушения базальтовых и анортозитовых пород, вызванного непрерывными ударами метеоров и бомбардировкой солнечными и межзвездными заряженными атомными частицами в течение многих лет. Этот процесс в значительной степени представляет собой процесс механического выветривания, при котором частицы измельчаются до все более мелкого размера с течением времени. Эта ситуация принципиально контрастирует с образованием земной грязи, опосредованным присутствием молекулярного кислорода (O 2 ), влажности, атмосферного ветра и целого ряда биологических процессов, способствующих этому.
Лунный грунт обычно относится только к более мелкой фракции лунного реголита , который состоит из зерен диаметром 1 см или меньше, но часто используется взаимозаменяемо. Лунная пыль обычно означает даже более мелкие материалы, чем лунная почва . Официального определения фракции, составляющей «пыль», не существует; одни устанавливают обрезку менее 50 мкм в диаметре, а другие — менее 10 мкм.
СОДЕРЖАНИЕ
Формирование процессов
Основными процессами, участвующими в формировании лунного грунта, являются:
- Измельчение : механическое разрушение горных пород и минералов на более мелкие частицы при ударах метеоритов и микрометеоритов ;
- Агглютинация : сварка фрагментов минералов и горных пород стеклом, полученным в результате удара микрометеоритов;
- Солнечный ветерраспыление и космические лучи скалывание , вызванное воздействиями ионов и частиц высоких энергий.
Эти процессы со временем продолжают изменять физические и оптические свойства грязи, и это известно как космическое выветривание .
Кроме того, фонтан огня, при котором вулканическая лава поднимается и охлаждается, превращаясь в маленькие стеклянные бусинки, прежде чем упасть обратно на поверхность, может создавать небольшие, но важные отложения в некоторых местах, таких как оранжевая грязь, обнаруженная в кратере Шорти в долине Таурус-Литтроу . Apollo 17 , и зеленое стекло найдены в Hadley-Апеннинского от Apollo 15 . Отложения вулканических бусинок также считаются источником отложений Темной мантии (DMD) в других местах вокруг Луны.
Минералогия и состав
Лунный грунт состоит из различных типов частиц, включая обломки горных пород, мономинеральные фрагменты и различные виды стекол, включая частицы агглютината, вулканические и ударные сферулы. Агглютинаты образуются на поверхности Луны в результате ударов микрометеоритов, которые вызывают мелкомасштабное плавление, которое сплавляет соседние материалы вместе с крошечными частичками элементарного железа, встроенными в стеклянную оболочку каждой частицы пыли. Со временем материал перемешивается как по вертикали, так и по горизонтали (процесс, известный как «садоводство») с помощью ударных процессов. Вклад материала из внешних источников относительно невелик, так что состав грязи в любом данном месте в значительной степени отражает состав местной коренной породы.
Есть два существенных отличия в химическом составе лунного реголита и грязи от земных материалов. Во-первых, Луна очень сухая. В результате те минералы, в структуре которых присутствует вода ( гидратация минералов ), такие как глина , слюда и амфиболы , полностью отсутствуют на Луне. Второе отличие состоит в том, что лунный реголит и кора химически восстановлены , а не значительно окислены, как земная кора. В случае реголита это частично связано с постоянной бомбардировкой лунной поверхности протонами солнечного ветра. Одним из следствий этого является то, что железо на Луне находится в элементарной (0) и катионной (+2) степенях окисления, тогда как на Земле железо находится в основном в степенях окисления +2 и +3.
Относительная концентрация различных элементов на лунной поверхности
Относительная концентрация (в% по массе) различных элементов на нагорьях Луны, низменностях Луны и на Земле.
Бета-ткань, загрязненная лунным грунтом (Аполлон-16)
Характеристики
Большое значение имеет получение соответствующих знаний о свойствах лунного грунта. Возможности для строительства сооружений, наземных транспортных сетей и систем утилизации отходов, если назвать несколько примеров, будут зависеть от реальных экспериментальных данных, полученных при испытании образцов лунного грунта. Несущая способность грунта — важный параметр при проектировании таких сооружений на Земле.
Из-за несметного числа ударов метеоритов (со скоростью порядка 20 км / с) поверхность Луны покрывается тонким слоем пыли. Пыль электрически заряжена и прилипает к любой поверхности, с которой соприкасается.
Плотность лунного реголита около 1,5 г / см 3 . Под верхним слоем реголита грязь становится очень плотной.
Другие факторы , которые могут влиять на свойства лунного грунта включают большие температурные перепады , наличие жесткого вакуума , а также отсутствие значительного лунного магнитного поля , тем самым позволяя заряженные солнечные ветра частицы непрерывно ударяются о поверхность Луны.
Фонтаны из лунной пыли и электростатическая левитация
Есть некоторые свидетельства того, что на Луне есть тонкий слой движущихся частиц пыли, которые постоянно подпрыгивают и падают на поверхность Луны, создавая «пылевую атмосферу», которая выглядит статичной, но состоит из частиц пыли, находящихся в постоянном движении. Термин «Лунный фонтан» был использован для описания этого эффекта по аналогии с потоком молекул воды в фонтане, движущимся по баллистической траектории, но статичным из-за постоянства потока. Согласно модели , предложенной в 2005 году в лаборатории внеземной физики в НАСА «s Goddard Space Flight Center , это вызвано электростатическим левитации . На дневной стороне Луны солнечное жесткое ультрафиолетовое и рентгеновское излучение достаточно энергично, чтобы выбивать электроны из атомов и молекул в лунном грунте. Положительные заряды накапливаются до тех пор, пока мельчайшие частицы лунной пыли (размером 1 микрометр и меньше) отталкиваются от поверхности и поднимаются на высоту от нескольких метров до километров, при этом мельчайшие частицы достигают самых высоких высот. В конце концов они падают обратно к поверхности, где процесс повторяется. С ночной стороны пыль заряжается отрицательно электронами солнечного ветра . Действительно, модель фонтана предполагает, что на ночной стороне будет большая разница в электрическом напряжении, чем на дневной стороне, и, возможно, частицы пыли будут подниматься на еще большие высоты. Этот эффект может быть дополнительно усилен на той части орбиты Луны, где она проходит через хвост магнитосферы Земли , часть магнитного поля Луны . На терминаторе могут образовываться значительные горизонтальные электрические поля между дневной и ночной областями, что приводит к горизонтальному переносу пыли — форме «Лунной бури».
Этот эффект был предсказан в 1956 году писателем-фантастом Хэлом Клементом в его рассказе «Пыльная тряпка», опубликованном в Astounding Science Fiction .
Есть некоторые свидетельства этого эффекта. В начале 1960-х Surveyor 7 и несколько предыдущих космических кораблей Surveyor , совершивших мягкую посадку на Луну, вернули фотографии, показывающие безошибочное сумеречное свечение над лунным горизонтом, сохраняющееся после захода Солнца. Более того, вопреки ожиданиям безвоздушных условий и отсутствия атмосферной дымки, далекий горизонт между землей и небом не выглядел острым. Астронавты Аполлона-17, вращавшиеся вокруг Луны в 1972 году, неоднократно видели и зарисовывали то, что они по-разному называли «полосами», «стримерами» или «сумеречными лучами», примерно за 10 секунд до лунного восхода или лунного заката. О таких лучах также сообщали астронавты на борту Аполлона 8, 10 и 15. Они могли быть похожи на сумеречные лучи на Земле.
Аполлон-17 также разместил эксперимент на поверхности Луны под названием LEAM , сокращенно от Lunar Ejecta и Meteorites. Он был разработан для поиска пыли, поднимаемой небольшими метеороидами, ударяющими по поверхности Луны. У него было три датчика, которые могли регистрировать скорость, энергию и направление крошечных частиц: по одному, направленным вверх, на восток и запад. LEAM каждое утро видел большое количество частиц, в основном приходящих с востока или запада, а не сверху или снизу, и в основном медленнее, чем ожидалось для лунных выбросов. Кроме того, температура в эксперименте повышалась почти до 100 градусов Цельсия через несколько часов после каждого восхода Луны, поэтому устройство пришлось временно выключить из-за его перегрева. Предполагается, что это могло быть результатом прилипания электрически заряженной лунной пыли к LEAM, затемняя его поверхность, так что экспериментальный пакет поглощал, а не отражал солнечный свет. Однако ученые не смогли точно определить источник проблемы, так как LEAM работал недолго до завершения программы Apollo.
Возможно, эти штормы были замечены с Земли: на протяжении столетий были сообщения о странных светящихся огнях на Луне, известных как « временные лунные явления » или TLP. Некоторые TLP наблюдались как кратковременные вспышки, которые сейчас считаются видимым свидетельством столкновения метеороидов с лунной поверхностью. Но другие выглядели как аморфное красноватое или беловатое свечение или даже как темные туманные области, которые меняют форму или исчезают за секунды или минуты. Это могло быть результатом отражения солнечного света от взвешенной лунной пыли.
Вредное воздействие лунной пыли
В исследовании НАСА 2005 года перечислено 20 рисков, требующих дальнейшего изучения, прежде чем люди решат отправиться в экспедицию на Марс, и «пыль» названа проблемой №1. В отчете содержится призыв изучить его механические свойства, коррозионную активность, песчанистость и влияние на электрические системы. Большинство ученых думают, что единственный способ окончательно ответить на вопросы — это вернуть на Землю образцы марсианской грязи и горных пород задолго до запуска каких-либо астронавтов.
Хотя в этом отчете речь шла о марсианской пыли, опасения также справедливы и в отношении лунной пыли. Пыль, обнаруженная на поверхности Луны, может оказать вредное воздействие на любую технику аванпоста человека и членов экипажа:
- Потемнение поверхностей, приводящее к значительному увеличению лучистой теплоотдачи ;
- Абразивный характер частиц пыли может истирать и истирать поверхности за счет трения;
- Отрицательное влияние на покрытия, используемые на прокладках для герметизации оборудования из космоса, оптических линз, солнечных панелей и окон, а также на электропроводку;
- Возможное повреждение легких, нервной и сердечно-сосудистой систем космонавта;
- Возможный повышенный риск искрения скафандра из-за воздействия мелких частиц пыли в космическую среду.
Принципы космонавтической гигиены следует использовать для оценки рисков воздействия лунной пыли во время исследования поверхности Луны и, таким образом, определения наиболее подходящих мер по контролю воздействия. Они могут включать снятие скафандра в трехступенчатом воздушном шлюзе, «пропылесосить» скафандр с помощью магнита перед снятием и использование местной вытяжной вентиляции с высокоэффективным фильтром твердых частиц для удаления пыли из атмосферы космического корабля.
Вредные свойства лунной пыли малоизвестны. Основываясь на исследованиях пыли, обнаруженной на Земле, ожидается, что воздействие лунной пыли приведет к большему риску для здоровья как от острого, так и от хронического воздействия. Это связано с тем, что лунная пыль более химически реактивна и имеет большую площадь поверхности, состоящую из более острых зазубренных краев, чем земная пыль. Если химически активные частицы откладываются в легких, они могут вызвать респираторное заболевание. Длительное воздействие пыли может вызвать более серьезное респираторное заболевание, подобное силикозу . Во время исследования Луны скафандры космонавтов загрязнятся лунной пылью. При снятии костюмов пыль будет выброшена в атмосферу. Методы, используемые для смягчения воздействия, будут включать обеспечение высокой скорости рециркуляции воздуха в воздушном шлюзе, использование «двойного скафандра», использование пылезащитных экранов, использование магнитной сепарации высокой степени и использование солнечного потока для спекания. и расплавить реголит.
Текущая доступность
Астронавты «Аполлона» вернули около 360 кг лунных камней с шести посадочных площадок. Хотя этот материал был изолирован в бутылках с вакуумной упаковкой, в настоящее время он непригоден для подробного химического или механического анализа — частицы песка повредили индиевые уплотнения острой кромки вакуумных бутылок; воздух медленно просачивался внутрь. Каждый образец, привезенный с Луны, был загрязнен земным воздухом и влажностью. Пыль приобрела налет ржавчины, и в результате соединения с земными молекулами воды и кислорода ее химическая активность давно исчезла. Химические и электростатические свойства грязи больше не соответствуют тому, что будущие астронавты встретят на Луне.
Загрязненные лунной пылью предметы наконец стали доступны общественности в 2014 году, когда правительство США одобрило продажу частных материалов, принадлежащих и собранных астронавтами. С тех пор на продажу был выпущен только один предмет из настоящей лунной пыли, собранной после того, как предмет провел на Луне более 32 часов. Ремень для багажа, подвергавшийся воздействию элементов Луны в течение 32 часов, часть скафандра Чарльза «Пита» Конрада во время миссии «Аполлон-12» был продан его имением частному покупателю на аукционе. В 2017 году на аукцион был выставлен лунный грунт, собранный Нилом Армстронгом в 1969 году. Хотя многие производители ювелирных изделий и часов заявляют, что их продукция содержит «лунную пыль», они содержат только частицы или пыль от метеоритов, которые, как считается, произошли с Луны. 11 сентября 2020 года НАСА объявило о своем желании создать рынок лунного грунта, запросив предложения о его покупке у коммерческих поставщиков.
Проект Чанъэ-5
16 декабря 2020 года китайская миссия Chang’e 5 вернулась на Землю с грузом около 2 килограммов камней и грязи, который она подняла с Луны. Это первый образец лунного реголита, вернувшийся на Землю с 1976 года. Китай — третья страна в мире, которая вернула такой материал на Землю.
Chang’e-5 является частью первой фазы Китайской программы исследования Луны . На этом этапе программы еще осталось 3 проекта (Чанъэ-6 в 2024 году, Чанъэ-7 в 2023 году и Чанъэ-8 в 2027 году). Второй этап программы — высадка китайских астронавтов на Луну в период с 2030 по 2039 год.
Источник