Покорение Луны человеком
Непосредственное изучение естественного спутника нашей планеты началось со старта советской лунной программы. 2 января 1959 года автоматическая станция «Луна-1» впервые в истории осуществила полет к Луне.
Советские лунные станции
Конечной целью советской лунной программы была высадка космонавтов на спутнике Земли. Но перед этим автоматическим станциям следовало изучить условия на Луне.
В 1959 г. станция «Луна-2» врезалась в поверхность Луны в районе моря Ясности, первой в мире достигнув поверхности спутника Земли. В том же году станция «Луна-3» сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны. Теперь перед конструкторами стояла задача осуществить мягкую посадку на лунную поверхность. В 1966 г. автоматическая станция «Луна-9» мягко прилунилась в районе океана Бурь. Она доказала, что Луна имеет твердую каменистую поверхность.
Следующим этапом в исследованиях стала доставка на Землю лунного грунта. В условиях, когда СССР проигрывал «лунную гонку» с США, это наглядно доказало бы преимущества гораздо менее затратных автоматических станций, которые добиваются тех же самых результатов гораздо меньшими средствами. Однако, доставить лунный грунт советской станции «Луна-16» удалось только в сентябре 1970 г., когда на Луне побывала уже вторая американская экспедиция. В следующем месяце прилунилась «Луна-17» и на поверхность спустился робот «Луноход-1». Первый лунный робот проработал 10 месяцев вместо запланированных трех. Он проехал более 10 км, выполнил исследования грунта более чем в 500 точках и передал на Землю 25 тысяч фотографий. В 1973 г. ему на смену прибыл «Луноход-2», который «прожил» на Луне меньше, но прошел гораздо большее расстояние, передав 80 000 фото.
Управление луноходом
Луноходом управляли из Центра космической связи (НИП-10) в поселке Школьное под Симферополем. 2 экипажа из 5 офицеров каждый, которые посменно командовали роботом. Экипажи столкнулись с двумя проблемами. Во-первых, рабочая телекамера лунохода находилась слишком низко, качество изображения было слабым и операторам понадобилось время, чтобы научиться ориентироваться на лунной поверхности. Вторая проблема — это задержка радиосигнала, который проходит расстояние до Луны и обратно в течение 2 секунд.
Лунные пилотируемые экспедиции США
В НАСА был разработан крупномасштабный план освоения Луны. Первой его стадией должна была стать программа лунных экспедиций «Аполлона».
В 1961 г. президент Дж. Кеннеди официально озвучил главную цель программы — до конца текущего десятилетия высадить на Луне американских астронавтов. Если Эйзенхауэр проигрывал «космическую гонку», то для новой администрации было жизненно важно обогнать СССР. Чтобы добиться этого, в НАСА было принято решение, что полет на Луну будет происходить по следующей схеме: ракета-носитель «Сатурн-5» выводит в космос космический корабль «Аполлон» с отделяемой лунной кабиной, которая бы доставила астронавтов на Луну и обратно на корабль для возвращения на Землю.
На траектории полета к Луне происходило перестроение отсеков корабля. В космосе командный модуль разворачивался и пристыковывался к лунной кабине. После этого два астронавта по стыковочному устройству переходили внутрь ЛК и опускались на спутник Земли. Пока 2 астронавта находились на Луне, третий оставался в командном модуле КК «Аполлон» на селеноцентрической орбите.
16 июля 1969 г. с космодрома Канаверал стартовал КК «Аполлон-11» с астронавтами Н. Армстронгом, Э. Олдрином и М. Коллинзом на борту. Спустя 4 дня ЛК «Орел», экипаж которого состоял из Армстронга и Олдрина, прилунился в Море Спокойствия. Ночью 21 июля, первым спустившись на поверхность Луны, Н. Армстронг произнес знаменитое: «Маленький шаг для человека — огромный шаг для человечества». Вслед за ним из лунной кабины спустился Олдрин. Всего астронавты провели на Луне 21,5 часа.
Авария «Аполлона-13»
В апреле 1970 г., когда «Аполлон-13» уже подлетал к Луне, в служебном модуле взорвался кислородный баллон. В результате из строя вышли 2 из 3 батарей топливных элементов, которые обеспечивали электроснабжение отсека экипажа. Истекающий из двигательного отсека кислород накренял корабль и делал невозможной посадку на Луну.
Однако вернуться на Землю астронавты могли, только облетев спутник нашей планеты. 2 астронавта перешли в лунный модуль, а третий остался в отключенном командном, который нужно было сохранить для посадки на Землю. Несмотря на постоянные сбои поврежденного оборудования стальные нервы и выдержка астронавтов помогли им вернуться домой.
14 ноября 1969 г. стартовала вторая лунная экспедиция. На борту КК «Аполлон-12» к Луне отправились астронавты Ч. Конрад, А. Бин и Р. Гордон. 19 ноября Конрад и Бин посадили лунную кабину «Интерпид» (также названную в честь военного парусного корабля — все члены экипажа в прошлом были морскими летчиками) в Океане Бурь на расстоянии менее 200 метров от станции «Сервейер-3». В тот же день астронавты в первый раз вышли на поверхность Луны. Это событие транслировалось по цветному телевидению на Землю. Они произвели забор образцов грунта, установили научную аппаратуру и, спустя 4 часа, вернулись в ЛК. На следующий день астронавты подошли к «Сервейеру-3», отрезали от аппарата несколько частей и вернулись к ЛК. 20 ноября 1969 г., пробыв на Луне более 31 часа, «Интерпид» стартовал к командному модулю «Янки Клиппер», находившемуся на селеноцентрической орбите.
Через 4 дня астронавты вернулись на Землю, привезя с собой более 40 кг лунного грунта. 11 апреля 1970 г. с космодрома Канаверал был запущен КК «Аполлон-13». Его экипаж составляли Дж. Ловелл, Дж. Свайгерт и Ф. Хейз.
14 апреля, когда корабль, состыковавшись с лунной кабиной, уже подлетал к Луне, в служебном модуле взорвался кислородный баллон. В результате из строя вышли две из трех батарей топливных элементов, которые обеспечивали электроснабжение отсека экипажа.
В Хьюстоне было принято решение отказаться от высадки на Луну, продолжать ее облет и возвращаться на Землю. В этой критической ситуации астронавты сохраняли стальное хладнокровие и ясный разум, что и помогло им остаться в живых и 17 апреля 1970 г. посадить корабль в Тихом океане. В ходе последующих экспедиций пребывание астронавтов на Луне было увеличено до 67 часов, программа научных исследований расширена, скафандры усовершенствованы. Кроме того, у астронавтов появилось новое средство передвижения — лунный ровер, на котором они могли перемещаться по поверхности спутника Земли. Последняя экспедиция состоялась в декабре 1972 г. Экипаж «Аполлона-17» состоял из Ю. Сернана, Р. Эванса и геолога Х. Шмитта, единственного гражданского, побывавшего на Луне.
Нил Армстронг (1930-2010 гг.)
Первый человек, ступивший на Луну. Военный летчик, ветеран войны в Корее, в 1962 г. был отобран НАСА во 2-й отряд астронавтов для программы «Джемини». В марте 1966 г. после первой стыковки в космосе, когда «Джемини-8» начал быстро вращаться и терять ориентацию, проявил выдержку и смог вернуть корабль на Землю. После полета на Луну занимался преподаванием в университете и бизнесом.
Возвращение человека на Луну
Амбициозная программа «Аполлон» предусматривала создание лунных баз и колонизацию нашего спутника, однако пока все это остается лишь благими намерениями. Тем не менее, рано или поздно Луна будет освоена человеком.
Планируя освоение Луны, в 1974-1977 гг. НАСА хотело значительно увеличить время пребывания экспедиций, к 1981 г. агентство должно было вывести на орбиту Луны долговременную станцию с экипажем 6 человек. С этой станции на Луну периодически высаживались бы астронавты для сбора научной информации.
На 1980-1983 гг. был запланировано строительство лунной обитаемой базы, на которой к 1986 г. должны были постоянно жить и работать 50 астронавтов. К сожалению, все эти проекты были похоронены экономическим кризисом, из-за которого финансирование космических исследований резко сократилось.
Одновременно в Советском Союзе с середины 60-х годов шла разработка долговременного лунного поселения — базы «Звезда», которая стала первым детально проработанным проектом подобного рода.
Но после высадки американцев на Луну советская пилотируемая лунная программа была полностью свернута.
В январе 2004 г. президент США Дж. Буш выступил с новой программой освоение космоса — «Созвездие», которая состояла из трех этапов и имела своей конечной целью высадку астронавтов на Марс. Второй этап предусматривал три пилотируемых полета на Луну в 2019-2020 гг. Но уже в 2010 г. эта программа была свернута президентом Б. Обамой из-за всемирного экономического кризиса.
Заявленная Европейским космическим агентством программа «Аврора» предполагает пилотируемый полет на Луну в 2024 г. Лунная программа Роскосмоса предусматривает высадку космонавтов на наш спутник в 2030 г.
К сожалению, в обоих случаях эти сроки могут быть перенесены.
Несмотря на отсутствие ближайших конкретных планов, многие промышленно развитые страны собираются строить на Луне базы и промышленно ее осваивать. Это задача серьезно облегчается тем, что совсем недавно на Луне были обнаружены значительные залежи водного льда. Главной целью экономической деятельности человека на Луне станет добыча редкого на Земле изотопа гелия-3 из лунного реголита.
Теоретически 1 тонна этого вещества может дать сколько же энергии, сколько 15 млн тонн нефти, а лунные запасы способны обеспечить землян энергией на протяжении пяти тысяч лет.
Терраформирование Луны
Терраформирование спутника или планеты — это изменение климатических условий до состояния, при котором на них станет возможна жизнь людей, земных животных и растений.
Как самое близкое небесное тело к Земле Луна является первым кандидатом на эту процедуру. Первым этапом станет создание на ней атмосферы земного типа, для этого предполагается бомбардировать Луну кометами и ледяными астероидами. Это поможет не только создать первичную атмосферу, но и изменить угол наклона оси и скорость вращения небесного тела. На Луне появятся времена года и сутки сократятся до земных. После этого поверхность будет засеяна бактериями и водорослями, а потом, когда кислорода станет достаточно, и более сложными организмам.
Источник
Как будет освоена и колонизирована Луна?
«Земля — колыбель человечества. Но нельзя вечно жить в колыбели.» — К.Э.Циолковский, основоположник космонавтики в СССР
Действительно, человеку свойственно заселять и покорять новые территории, новые места. Когда-то мы заселили всю Землю. Не пора ли заселять и другие миры, лететь в космос и колонизировать всю Солнечную Систему, а затем и всю галактику?
Мы уже бывали в космосе — запускали не только спутники и животных, но и человека на Луну (кто сомневается — читайте эту статью ). Мы построили уже несколько космических станций, летающих по орбите Земли — Мир, МКС, Тяньгун, Skylab. И уже мечтаем о полётах на Марс, рассматриваем его как первую колонию.
Но что насчёт Луны? Ведь у неё есть ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с Марсом. И если их грамотно использовать, то я уверен, что когда-нибудь именно Луна станет основным космодромом и источником энергии для человеческой цивилизации!
Преимущества Луны
Спутник Земли гораздо ближе Марса, а это значит, что товары и пассажиров будет намного легче и дешевле доставлять. Расстояние между Марсом и Землей постоянно меняется, и кораблям нужно от 39 до 289 дней для полёта в одну сторону. Согласитесь, постоянно искать «максимальные сближения» планет неудобно.
А вот расстояние между Землёй и Луной хоть и меняется, но всё равно остаётся очень небольшим — полёт займёт менее 10 дней. Можно будет доставлять во много раз больше топлива, ресурсов и самих колонистов!
Также лунная гравитация меньше земной в 6 раз, то есть нужно в 6 раз меньше топлива, чтобы долететь от Луны до Земли. Растения там смогут вырасти в несколько раз выше, чем при земных условиях. А сами люди, выросшие на Земле, станут там суперменами, смогут прыгать и выполнять физические упражнения в 6 раз легче 🙂
Наконец, на Луне есть большие запасы ресурсов. Это и гелий-3, способный обеспечить нашу планету энергией на многие тысячи лет. Кремний, кислород, вода, разнообразные минералы и даже металлы. В отличие от Марса, который хоть и считается красной планетой из-за оксидов железа, по всем оценкам и анализам беден на ресурсы.
Сложности при освоении Луны
На Луне, в отличие от Земли, день длится 29 дней. Из-за этого одна сторона нагревается очень сильно от Солнца, а вторая не нагревается вообще. Температурная разница между сторонами составляет 240 °C — от -120 до +150. Это же сущий ад! Как строить колонию, где один месяц безумно холодно, а следующий — убийственно жарко?
Там нет атмосферы и магнитного поля, а значит, нет защиты от солнечной радиации и защиты от метеоритов. Потребуется много усилий, чтобы обезопасить будущих колонистов. Настолько много, что с нашими сегодняшними технологиями они вряд ли смогут снять с себя скафандры на Луне.
Сценарии освоения: что делается уже и что планируется?
Вспомним, как проходила колонизация Америки европейцами. Она проходила в три стадии:
1. Исследование. Здесь будущие колонисты спонсировались государствами или частными лицами и лишь исследовали местность. Они не оставались в Америке, а возвращались домой.
2. Заселение . На этой стадии первые поселенцы строили форты и дома для проживания. Большинство из них умирало, и оставались лишь немногие. Экономической выгоды здесь до сих пор не было, ведь путешествия были дорогими.
3. Освоение. На финальной стадии молодая колония уже могла себя обеспечивать и торговать с метрополией, местом, откуда пришли первые колонисты. Более того, колония становилась самостоятельной и могла объявить независимость (что и сделали практически все бывшие колонии европейских империй)
По такому же сценарию и будет осуществлена колонизация Луны. С 1969 по настоящее время осуществляется первая стадия — исследование. Мы уже знаем, чего ждать от Луны.
Так не пора ли начать вторую стадию?
Пора. И многие государства интересуются этой возможностью. К примеру, в 2021-2025 годах Россия планирует запустить на наш спутник 4 космических аппарата, которые соберут необходимые данные и построят там макет будущей космической базы. Сама же база будет построена к 2030 году в Южном Полюсе.
Об этом регионе надо сказать подробнее: там нашли множество запасов водного льда, то есть воды! Там никогда не прекращает светить Солнце, то есть можно будет заряжать солнечные батареи постоянно. Южным Полюсом уже интересуются как российские, так и британские и американские компании. Этот регион, скорее всего, будет как Карибы для Испании — первая колония, первое богатство, первые огромные возможности.
Первое освоение, по моему мнению, должно осуществляться дронами и роботами. Люди не смогут выжить без атмосферы и защиты от радиации, и малейшая авария погубит их. Технику же нужно лишь вовремя заряжать и чинить. Они будут добывать ресурсы и строить первый купол для людей. Этот купол станет имитацией земных условий, с атмосферой, защитой от холодов и аномального тепла, радиации и метеоритов.
Кто первым создаст полноценную колонию? Скорее всего, это будут ЕС, США, Китай или Россия. Именно у них хватит ресурсов и технологий, чтобы освоить Луну.
Чьи колонии выживут и кто заявит права на Луну? Неизвестно. В XV-XVI веках Испания и Португалия владели половиной мира, а уже через 300 лет растеряли все свои колонии. Нидерланды, Швеция, Германия, Италия, Шотландия, Россия и многие другие страны пытались создать свои колонии в Северной Америке и Африке, а в итоге это получилось только у Англии и Франции. Поэтому неизвестно, кто станет владеть Луной в будущем. Бразилия, Мексика, Индия? В нашем изменчивом мире всё возможно.
Когда мы сможем полететь на Луну? Вероятно, к 2050-2070 годам. Именно тогда договор о Луне, подписанный в 1967 году, будет пересмотрен. Возможно, начнутся колониальные войны. А может, появится мировое правительство, которое будет создавать единую колонию. Никто этого не знает, но очень хочется дожить до этого.
И со временем колонисты станут не только учёными и исследователями, но и родителями, создав при этом первых людей, родившихся в новой колонии, на Луне. Именно тогда лунная колония станет доказательством того, что это не просто научный эксперимент — там можно и нужно жить!
Всем спасибо за уделённое внимание. Если понравилась статья, то ставьте палец вверх и подписывайтесь на мой канал — там ещё множество научных тем: космос, химия, физика, технологии,изобретения и многое другое. Читайте меня в телеграме ( Будни Учёного 2.0 ) и Яндекс.Дзене ( Мир науки )!
Источник