Зачем нам нужно на Луну? И как она поможет «захватить» другие планеты
Зачем нам на Луну? И как она может помочь человечеству освоить Марс и другие дальние планеты? Об этом и многом другом в годовщину высадки первого человека на лунную поверхность – в колонке обозревателя Николая Гринько.
21 июля 1969 года американский астронавт Нил Армстронг, командир экипажа миссии «Аполлон-11» впервые в истории ступил на поверхность Луны, произнеся историческую фразу «Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества». За следующие три года США высадили на наш естественный спутник еще 12 человек, отправив к Луне 6 пилотируемых миссий – и это не считая множества беспилотных аппаратов, запущенных и Америкой, и Советским Союзом.
Вскоре «лунная гонка» сошла на нет главным образом из-за колоссальных средств, затраченных на полеты. Однако в последнее время мы вновь все чаще слышим о новых исследованиях Луны, новых экспедициях и даже планах постройки лунных баз – Россия, США, Индия, Япония, Китай активно работают в этом направлении.
Исследования Луны, как ни странно, очень напоминают историю освоения Антарктиды. В начале прошлого столетия к южному полюсу Земли отправлялось множество экспедиций, между ведущими мировыми державами существовала жесткая конкуренция, которую можно назвать «антарктической гонкой».
Технические достижения того времени – радио, авиация, навигационное оборудование и так далее – позволили людям «застолбить» свое присутствие на полюсе, но находиться там долгое время было невозможно. Почти на полвека интерес к Антарктиде угас, а затем люди, накопив новые знания и технологии, вернулись в Антарктику и начали строить базы для постоянной работы.
С Луной все обстоит точно так же. Люди смогли на пределе своих возможностей «допрыгнуть» до нее, но для того, чтобы остаться там, нужно гораздо больше ресурсов –и технологических, и научных.
Люди, больше других заинтересованные в лунных миссиях, – это планетологи, геологи и другие ученые, занимающиеся историей в глобальных масштабах. Дело в том, что Земля – довольно активное место с точки зрения геологических процессов, и они достаточно активно стирают «записи», относящиеся к истории планеты и Солнечной системы.
Но на Луне нет атмосферы, тектоническая деятельность гораздо слабее, и вообще за последние 4,5 миллиарда лет она мало изменилась. Это значит, что, исследуя ее, геологи смогут намного дальше заглянуть в прошлое. Мы, например, до сих пор не можем определить, как именно образовалась Луна: из вещества Земли после столкновения с крупным космическим объектом, из общего с Землей исходного вещества, или же она пришла откуда-то извне и была захвачена притяжением Земли – у всех гипотез есть и сторонники, и ярые противники. Возможно, новые экспедиции помогут прояснить этот вопрос.
Сегодня люди достаточно уверенно эксплуатируют Международную космическую станцию, расположенную на высоте около 400 километров над Землей. Луна находится в тысячу раз дальше, и это следующий наш шаг в космос.
Научившись жить и работать на ее поверхности, мы сможем двигаться дальше: следующая цель – Марс, расстояние до которого в миллион раз больше, чем до МКС. Освоив технологии постройки лунных баз, человечество сможет перенести их дальше, отправившись в путешествие по Солнечной системе. И кстати, стартовать с Луны намного проще, ведь ее гравитация в 6 раз слабее земной.
Конечно, все это произойдет не быстро. До высадки первых людей на поверхность Марса могут пройти десятки лет, а может быть, и больше.
Источник
Откуда взялась Луна и зачем она нужна?
В 384 тысячах километров от нас летает небольшое тело. Оно легче Земли в 81 раз, а меньше «всего» в 4 раза. Но без него жизнь на нашей планете могла и не сформироваться. Это — Луна, естественный спутник Земли.
История Луны связана с историей Земли непосредственно. Несмотря на то, что существует несколько гипотез её происхождения, спутник Земли появился почти одновременно с ней самой. Какие же есть версии происхождения Луны?
1. Луна образовалась вместе с Землёй
Земля образовалась 4.6 миллиарда лет назад из протопланетного диска — скопления твёрдых частиц, по форме своей напоминающего облако. Под действием силы гравитации частицы начинаются собираться вокруг какого-то центра и формируют тяжелое тело. Гипотеза совместного формирования предполагает, что в протопланетном диске было сразу два центра, из которых выросли наша планета и её спутник. Эта гипотеза — самая шаткая из всех, ведь она не может объяснить многих особенностей системы Земля-Луна. Например, почему Земля богата металлами и различными элементами, а на Луне нет ни железа, ни летучих элементов? Или почему их плотности сильно отличаются, ведь вещество диска было одно и то же? Ответов на эти вопросы данная гипотеза не может дать.
2. Луна была «захвачена» Землёй.
Эта гипотеза говорит о том, что Луна — бывшая планета, орбита которой по каким-то причинам сместилась близко к Земле, а потом она как более большая планета притянула к себе Луну, сделав её своим спутникам. Эта гипотеза объясняет очень многое — и разный состав нашей планеты и её спутника, и особенности вращения Луны вокруг Земли (угол наклона в 5 градусов и высокий момент импульса). Но по расчётам учёных, шанс такого захвата был бы ничтожно мал — это вам не Юпитер, притягивающий всё подряд. Кроме того, непонятно, где в таком случае образовалась Луна — на ней нет ни железа, характерного для планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс), ни летучих элементов — основы планет-гигантов. Тогда откуда она взялась?
3. У Земли было много Лун, но все они объединились в одну.
Эта гипотеза вытекает из предыдущей — Земля могла захватить не одну большую махину, а множество маленьких, которые слились в одну большую Луну.Однако, опять же непонятен такой состав этих Лун. Кроме того, вероятность того, что все они раздробятся и потом опять соберутся, ещё меньше, чем вероятность захвата Луны Землёй. Взгляните на Марс — у нашего соседа есть два спутника, причём целых.
4. Луна — скрытая станция по наблюдению за нами.
Не воспринимайте всерьёз. Это ещё одна шутка. Хотя, такая гипотеза идеально бы объясняла состав Луны и её низкую плотность 🙂 Кроме того, легенды некоторых племён говорят, что раньше Луны не было — она появилась сравнительно недавно.
5. Луна — результат столкновения с Землёй.
На сегодняшний момент принята такая гипотеза: протопланета Тейя, объект размером с Марс, столкнулась с неокрепшей Землёй. Удар пришёлся не в центр, а на край нашей планеты, поэтому он выбил часть земного вещества в космос, при этом подарив часть вещества Тейи Земле. Всего через 10-100 лет все осколки Тейи и Земли собрались в Луну, и наша планета заполучила себе спутника.Эта гипотеза объясняет практически всё — и разный элементный состав, и особенности поведения системы Земля-Луна. Хоть и есть небольшие недочёты (на Земле должны были быть океаны из магмы, а геологический анализ их не показал), данная версия является общепринятой в научном мире на сегодняшний день.
Зачем нужна Луна?
Ну, без спутника Земле было бы очень туго. Со времён своего существования Луна замедляет период вращения Земли и ускоряет период её обращения — когда-то сутки на нашей планете составляли всего 8 часов, а год длился чуть ли не как на Марсе. Экстремальные цунами и штормы просто не дали бы жизни выйти на сушу.
О приливах и отливах можете забыть. О затмениях (как лунных, так и солнечных) тоже. Зато можно было бы лучше видеть звёзды — ведь Луна отражает часть солнечного света и поэтому слишком яркая на фоне звёзд. Хотя вряд ли вы смогли видеть звёзды без Луны — эволюция пошла бы по-другому пути — маленькие быстрые организмы были бы вершиной развития.
Источник
Зачем нужна Луна и что будет, если её не станет?
Луна всегда была и будет тем объектом, который наиболее заметен на ночном небе нашей планеты. Этот единственный естественный спутник значительно повлиял и до сих пор влияет на жизнь Земли. Что уж говорить, если он сумел внести свой вклад не только в различные параметры, свойственные планете и ее жителям, но и был одним из двигателей развития цивилизаций.
Несмотря то, что воздействие Луны на планету изучено, так сказать, «вдоль и в поперек», до сих пор находятся люди, которые либо не знают о нем, либо уверены, что если вдруг этого спутника не станет, для человечества почти ничего не изменится.
В этой статье вы узнаете о том, насколько Луна важна для нашей планеты, а также о том, что может произойти, если вдруг она исчезнет из привычной позиции на небосводе.
Какой же будет жизнь на планете, если вдруг Луны не станет?
Наше ближайшее космическое тело оказало огромное влияние на всю историю Земли. Луна помогла эволюционировать не только человеку, но и всей планете. С того момента, как примерно 4,5 миллиардов лет назад она появилась, как постоянный спутник еще молодой Земли, ее воздействие начало формировать совсем иное развитие истории.
Конечно же, нельзя говорить, что все пошло по кардинально иному сценарию, чем должно было. Тем не менее, существующие научные концепции дают понять, что если бы имели доступ к двум альтернативным реальностям (с Луной и без нее возле нашей планеты), мы бы увидели два по-настоящему разных мира и далеко не факт, что на планете была бы хотя бы какая-то цивилизация, хотя бы отдаленно похожая на человеческую.
Итак, давайте ознакомимся с теми характеристиками, которых бы лишилась наша планете, не будь около нее Луны. Ну или если бы она в этот же миг пропала.
Жители планеты никогда больше не увидят масштабные затмения
Без существования Луны у нас попросту не будет объекта, расстояние до которого, а также другие специфические характеристики, позволяли бы происходить специфическому явлению затмения. Больше никогда не было бы чего-то похожего на лунное или солнечное затмение. И только Венера позволила бы наблюдать отдаленно подобное, но крайне редкое явление раз в 243 земных года.
В целом, это явление не было столь влиятельным, но оно формировало различную мифологию, культуру, страхи и опасения человека на протяжение веков, что является одним из важнейших факторов, оказавших влияние на развитие цивилизации. Вполне вероятно, что если сейчас произойдет глобальный конфликт, который откинет человечество на веки назад и по какой-то причине в этих веках больше Луны, то появятся совсем иные культуры, боги и даже цивилизации.
Изменения, связанные с водными массивами планеты
Одним из наиболее значительных и заметных воздействий естественного спутника Земли является формирование приливов и отливов. Без влияния Луны на океаны планеты эти явления были бы в три раза более слабыми. Да, конечно же, Солнце также ответственно за часть их силы, но его отдаленность (светило находится в 400 раз дальше) не позволяет обогнать по силе воздействия Луну. Его интенсивность достигает лишь 40% от того, что свойственно спутнику.
Помимо этого, на планете упал бы также и показатель высоты океана. Из-за отсутствия притяжения спутника огромные массы воды устремились бы из экваториальных территорий в сторону полюсов.
Появление «скоростных» дней на Земле
Еще одно малоизвестное свойство спутника заключается в том, что ее гравитационное воздействие замедляет параметр скорости вращения Земли. И именно этого бы лишилась наша планета в случае, если бы Луна не возникла или пропала бы сейчас. Конечно же, в масштабах человеческой жизни воздействие ничтожно малое – несколько микросекунд в год. Но если умножить показатель на годы жизни планеты, то получится пугающая цифра.
Если бы у нашей планеты не было Луны, ее сутки длились бы от 6 до 8 часов, а в году было бы от 1100 до 1400 дней. Согласитесь, было бы очень интересно посмотреть на растение и животный мир Земли, который развивался бы в условиях такого стремительного изменения суточных характеристик.
Отсутствие стабилизации оси
Луна – объект, который позволяет нашей планете сохранять стабильную ось наклона. Именно благодаря показателю, который всегда находился между 23 и 26 градусами, мы можем похвастаться стабильными и предсказуемыми временами года. Если бы у нас не было надежной страховки в виде спутника, планета могла бы превратиться в место, где сезоны шли бы по 50 лет, либо, наоборот, сменялись бы настолько неожиданно и непредсказуемо, что выжить здесь могли бы только те формы жизни, которые готовы переносить предельно экстремальные условия.
Очень темные ночи
Одно из наиболее очевидных изменений. Без Луны ночи на планете стали бы очень опасным временем. Особенно в местностях, где цивилизация с ее электричеством еще не захватили власть. Такую ситуацию можно сравнить с тем, что случится с человеком в пустыне в безлунную ночь. Конечно же, он увидит небо, которое захватывает дух своим бесчисленным звездным небом. Но, при этом, не увидит какую-то «проклятую» вещичку, находящуюся прямо перед его носом. Несмотря на то, что Луна в тысячи раз менее яркая, чем Солнце, именно ее свет делает ночь на планете Земля более пригодной для человеческого выживания.
Надеемся, наша статья была вам интересна и в следующий раз, когда вы задумаетесь о Луне, как о чем-то несущественном, вы вспомните, насколько иной была бы жизнь без ее наличия около планеты Земля.
Понравилась статья? Ставь палец вверх и подписывайся на мой канал — там ещё множество научных тем: космос, химия, физика, технологии,изобретения и многое другое. Читай меня в телеграме ( Будни Учёного 2.0 ) и в Яндекс.Дзене ( Мир науки )!
Источник
Луна: инструкция по применению
Как минимум два события первой половины 2020-го войдут в историю освоения космоса. Во-первых, 31 мая американцы запустили к МКС первый космический корабль, построенный частной компанией — речь идет о Crew Dragon от детища Илона Маска SpaceX. Во-вторых, 6 апреля президент США Дональд Трамп заявил, что Соединенные Штаты хотят добывать ресурсы на Луне и могут начать это делать без одобрения других стран.
Что Америка надеется там найти? Есть ли на спутнике вообще что-то, кроме космической пыли? Чем землянам может оказаться полезна Луна в будущем? Давайте разбираться.
Солнце в грязи
Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом: мягким грунтом из лунных пород и разбившихся за миллиарды лет метеоритов. Этот слой неравномерен, и его толщина составляет от долей метра до, возможно, десятков. Состав слоя разнится в зависимости от того, что под ним: лунные «моря» остывшей лавы (базальт) или «материки» вулканов (анортозит). На вид реголит выглядит как серая пыль-грязь, все время ко всему липнет (замечание экипажа «Аполлона-11»), на Земле пахнет гарью и порохом, а еще жутко опасен для легких.
Реголит способен удерживать частицы солнечного ветра, такие как водород и гелий—3. Их можно извлечь путем нагревания — 700 °С должно хватить. Изотоп гелия интересует ученых больше всего. Он редко встречается на Земле, но исследователи предполагают, что его можно использовать как нерадиоактивное топливо для ядерных реакторов без опасных отходов. Впрочем, ученый Иэн Крауфорд из Лондонского университета в своей работе 2015 года Lunar Resources: A Review усомнился в энергетическом потенциале гелия-3 для Земли. По его мнению, практичность использования изотопа в реакторах пока остается теорией — он не относится к обновляемым ресурсам, а его запасы на Луне сильно преувеличены.
Луна всегда близко и скоро обрастет постоянной инфраструктурой для шахтерских работ
Лунные металлы могут пригодиться при постройке жилищ и складов на спутнике, а также для снабжения космических станций и спутников. Из «материкового» реголита можно получить алюминий, а из «морских» базальтов — железо и титан с кислородом как побочным продуктом. Обломки метеоритов в реголите должны содержать металлы ценной платиновой группы (МПГ). Теоретически их было бы проще добывать прямо с околоземных астероидов из-за отсутствия там гравитации, пишет ученый, но, с другой стороны, Луна всегда близко и скоро обрастет постоянной инфраструктурой для шахтерских работ.
Еще на Луне можно найти редкоземельные металлы (РЗМ). Речь идет о скандии, иттрии и лантаноидах, которые используют в современной электронике: ноутбуках, смартфонах, медицинских приборах. Не исключено, что именно они и привлекли внимание Трампа: Америка лидировала в добыче РЗМ до 1990-х годов, пока на первое место не вышел Китай. Сейчас он обеспечивает 90% от общей добычи РЗМ. Крауфорд опять же не разделяет оптимизма в отношении добычи РЗМ на Луне: по его словам, их месторождения по сравнению с Землей нельзя назвать богатыми.
С Луны на Марс
В теории ресурсы на Луне можно использовать в трех направлениях, которые не исключают друг друга. Во-первых, они пригодятся первым лунным поселенцам. Сначала им понадобится водород в качестве ракетного топлива, кислород для систем жизнеобеспечения и вода. Затем — металлы для строительства.
Воду на Луне можно найти только в виде льда — например, на дне кратеров, куда никогда не попадают солнечные лучи. Если люди смогут ее добывать, это решит и проблему с кислородом. Кроме этого, ученые Л. Тейлор и Д. Кэрриер в статье Production of Oxygen on the Moon: Which Processes Are Best and Why описали 20 способов сбора кислорода из реголита. Из них эффективными признали восемь.
В некоторых точках лунных полюсов солнце не заходит почти весь год, так что использование Луны как солнечной «батарейки» Земли в будущем может оказаться реальным сценарием
Получение водорода, кислорода, гелия-3, металлов из реголита и лунных пород — энергозатратные процессы. Колонистам так или иначе придется придумать, откуда брать электричество на спутнике. Самый очевидный выход — солнечные батареи, и их потребуется много. В некоторых точках лунных полюсов солнце не заходит почти весь год, так что использование Луны как солнечной «батарейки» Земли в будущем может оказаться реальным сценарием. Если гелий-3 докажет свою эффективность в реакторах, его можно добывать и использовать прямо на спутнике, не транспортируя на Землю.
Фото: Vadim Sadovski
Во-вторых, богатства Луны могут пригодиться для обслуживания космического пространства вокруг нашей планеты. Если на Луне появится инфраструктура для добычи ресурсов, то из-за разницы в гравитации будет дешевле доставлять все необходимое на орбиту именно оттуда, чем запускать для той же цели ракету с Земли, пишет Кроуфорд. С этой точки зрения Луна сначала может стать станцией снабжения для спутников и МКС, а потом — пригодиться в освоении Марса.
В-третьих, ресурсы можно в самом деле отправлять на Землю. Здесь речь идет о гелии-3, РЗМ и МПГ — все остальное везти просто не имеет смысла. По мнению Кроуфорда, на Луне нет ни одного ресурса, который бы единолично оправдал его добычу и доставку на Землю или серьезно изменил земную экономику.
Наравне с теми, кто смотрит на Луну как на источник ресурсов и плацдарм для космических операций, есть и те, кто предлагает забыть о спутнике. Группа ученых НАСА, по данным журнала PopMech, уверена, что Луна только отвлекает человечества от колонизации Марса — намного более важной задачи. К этому лагерю, пишет журнал, иногда причисляют Илона Маска, хотя тот мог бы и не согласиться с таким определением. Да, Маск публично заявлял, что Марс — его главная мечта и приоритет, но в интервью Time в 2019 году подчеркнул, что лунная база серьезно поможет в путешествии на Красную планету.
Достояние человечества
Инициативу в освоении Луны проявляют несколько сторон. США в лице НАСА готовят проект «Артемида»: в 2024-м на спутник отправят двух астронавтов, а к 2028-му здесь должно появиться постоянное поселение. Китай ворвался в ленты новостей в 2019 году с первым выращенным ростком на Луне. Его космическая программа предполагает строительство лунной базы к концу 2020-х. Европейское космическое агентство хочет отправить экспедицию и набрать реголита после 2025 года. Россия до 2030-х годов намерена посылать на спутник роботов, затем высаживать космонавтов и строить базу после 2035-го. Не столкнутся ли все они лбами? Чья Луна юридически и кто имеет право добывать на ней ресурсы?
Луна только отвлекает человечества от колонизации Марса
По соглашению ООН 1967 года, наш спутник и другие космические тела объявляются нейтральными территориями, которые не могут принадлежать ни одному государству. Этот пакт не запрещает добычу ресурсов как на Луне, так и на любом другом космическом объекте. Впрочем, вопрос о принадлежности добытого придется прояснять. В документе есть строчка: «Исследование и использование космического пространства должны быть направлены на благо всех народов». Едва ли частные компании развернут добычу ресурсов в космосе без гарантии своего права на эти ресурсы. Вероятно, в будущем нации продолжат переговоры на эту тему.
Список вопросов, касающихся использования Луны, этим не ограничивается — возникают этические и экологические затруднения. Некоторые ученые переживают, что, если Луну начнут рассматривать как еще один источник полезных ископаемых, ее богатства растратят точно так же, как делают с Землей. Есть и те, кто озабочены будущим обликом Луны: космические базы и шахты могут в конце концов повлиять на то, как спутник выглядит с Земли. А ведь Луна — часть человеческой культуры, источник вдохновения художников и музыкантов, фонарь для мореплавателей и охотников в джунглях, календарь диких племен. Кто бы ни протягивал к ней свои руки, Луна принадлежит каждому из нас.
Источник