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
Как и зачем колонизировать Луну?
Последний раз человек на Луне был в 1972 году, что более четырех десятилетий назад. За это время мы узнали очень многое о естественном спутнике нашей планеты. Различные космические аппараты, отправлявшиеся к Луне, выяснили, что это большой, бесплодный космический валун, обладающий ужасной окружающей средой.
За последние 40 лет мы узнали, что, несмотря на столь кардинальные отличия между Землей и Луной, между ними есть и нечто общее. И знание этих общих черт однажды помогут нам выяснить, как же можно колонизировать этот спутник.
После миссий «Аполлон»
Луна является огромным булыжником диаметром около 3500 километров. Во время миссий «Аполлон» между 1969 и 1972 годами на поверхность луны ступали ноги 12 американских астронавтов. В рамках этих миссий на Землю было доставлено более 380 килограммов различных лунных образцов. Благодаря анализу этих образцов наука выяснила, что состав Луны похож на состав Земли. Помимо этого, на основе научных анализов лунной породы ученые смогли предположить возможную природу Луны. Согласно одной из самых популярных теорий, около 4,5 миллиардов лет назад в Землю по касательной врезалось космическое тело размером с Марс. Образовавшиеся осколки заполонили орбиту нашей планеты и сформировали ее естественный спутник.
К сожалению, после миссий «Аполлон» интерес к Луне резко сократился и исследованием этого космического тела не занимались вплоть до 90-х годов. Позже благодаря космическим аппаратам «Клементина» и «Lunar Prospector», которые обнаружили лед на Луне, было сделано предположение, что на Луне, как и на Земле, есть (или могла быть) вода. В 2000-х годах интерес к Луне возрос. Ею сразу заинтересовались в Европе, Японии, Китае и Индии.
В первую очередь исследователей интересовала тайная темная сторона спутника, которая всегда отвернута от нашей планеты. Однако от идеи отправки людей на Луну вскоре отказались. Вместо этого было предложено отправить роботов, чтобы те сделали основную работу и провели нужные исследования. В конце концов, несмотря на некоторые схожести, Земля и Луна — совершенно два разных мира. Вот почему ученые хотят, чтобы первым этапом колонизации спутника занимались именно роботы.
Роботы помогут
Итак, мы решили отправить человека на Луну. Последний раз человечество это сделало в 70-е, во времена печатных машинок и «Pong». Теперь мы живем в мире, где есть видеозвонки и поезда-маглевы. Неужели мы действительно не способны отправить человека на Луну? В чем проблема?
А проблема, точнее проблемы, в следующем. На Луне нет воздуха. Очень низкая гравитация. Почти нет никакой атмосферы. Температура за день там может опускаться от +123 градусов Цельсия до -198 градусов Цельсия. Каждодневно на Луну падают микрометеориты. А так как там нет атмосферы, радиация будут проходить сквозь человека, как нож через масло. В конце концов, на Земле сейчас такая обстановка, что политические и финансовые проблемы могут рано или поздно угрожать даже отправке человека на орбиту планеты, не говоря уже о Луне.
К тому же проблему реголита никто не отменял. Никогда не слышали о реголите? Это такая пыль, которая составляет 65-километровую корку лунной поверхности, покрытую другими породами и камнями. Она очень опасна не только для техники, но и для человека.
В конечном итоге задача по поселению человека на Луне потребует строительства инфраструктуры. На это уйдет очень много времени, проекты будут постоянно откладываться, а многие обещания не сдерживаться. Когда пытаешься что-то построить на гигантском пустынном камне, расположенном в 387 000 километрах от дома, то бюрократические проволочки выходят на совершенно новый и беспрецедентный уровень. Короче, проблем очень много. Поэтому проще отправить на Луну роботов.
На Луну роботов уже отправляли. Первыми это сделал Советский Союз в 1970-м. Однако многим понятно, что Луна является наиболее достижимой целью именно по части человеческих космических исследований, поэтому дебаты о том, что почему бы миру не возобновить туда пилотируемые полеты, вместо того чтобы отправлять роботов, не утихают ни на день.
«Споры о том, кого лучше отправить на Луну — человека или робота — нередко бывают очень эмоциональными», — пишет сайт MoonZoo.org.
«С миниатюризацией электроники отправка роботизированных зондов будет всегда дешевле и безопаснее, чем отправка пилотируемого космического корабля. Однако многие люди считают, что весь смысл космических программ как раз и заключается в участии человека».
Ровер Юйту исследует лунную поверхность
Тем не менее космические агентства по всему миру продолжают игнорировать или откладывать возможность человеческих миссий на Луну и выбирают в таком случае роботов. Китай, например, в 2013 году отправил на спутник луноход Юйту. Ровер собрал множество новой и полезной информации, включая сведения, которые указывают на то, что лунные вулканы за последние 3 миллиарда лет на самом деле были более активны, чем считалось до этого момента.
В 2010 году Япония объявила о том, что собирается к 2020 году построить роботизированную лунную базу. Для этих целей было выделено 2 миллиарда долларов. Прогресс, правда, в этом деле совсем не виден. А совсем недавно представители японского космического агентства JAXA вообще заявили, что у них «к настоящему моменту нет планов по отправки роботов для исследования Луны», однако агентство хочет отправить к Луне к 2020 году космический зонд.
Благодаря уже находящимся там роботам мы получили полезные сведения о «взаимоотношениях» Земли и Луны. Однако прогресс движется не так быстро, как того бы хотелось. Лунные миссии стали неинтересны еще и по той причине, что у космических агентств появились более амбициозные и в то же время более романтические планы — планы в отношении Марса.
И все же если мы все-таки соберемся на Луну, то как гарантировать успешность запланированных миссий и колонизации? Рассуждая здраво, что нам для этого потребуется?
Что нам потребуется для начала жизни на Луне?
Как отправить человека на Луну? Как добиться возможности там остаться? Для этого нужна всего одна ключевая вещь. Та же самая вещь, которая необходима нам для выживания на Земле. Ответ вас вряд ли удивит. На Луне, как и на Земле, нам нужен самый важный «эликсир жизни» — вода.
По крайней мере так считает доктор Пол Спудис из Института планетарных наук и луноведения в Хьюстоне. Этот человек является одним из самых больших сторонников идеи колонизации Луны, в свое время являлся главой проекта космической миссии аппарата «Клементина» в NASA, а также советником индийского космического агентства в проекте радиолокационного картографирования лунной поверхности.
Спудис верит, что под поверхностью спутника могут быть скрыты миллиарды метрических тонн воды. И эта вода там так же важна, как и на Земле.
«Ее можно пить, использовать в качестве щита от космической радиции, использовать в пище и санитарных целях, а также производить из нее кислород для дыхания», — говорит ученый.
«Вода — это самая полезная субстанция в космосе. В чем же проблема? Проблема — в поиске наиболее подходящего способа ее найти и добыть на Луне», — продолжает Спудис.
Для того чтобы это сделать, нам (для начала роботам) необходимо провести множество лунных экспериментов. Выяснить, например, какова природа лунных полюсов. Узнать, где хранится эта вода. Ответить на эти вопросы мы можем с помощью роботов: пары наземных роверов, как тот же «Кьюриосити» на Марсе, вполне будет достаточно для этого. Роботизированные луноходы смогут проводить замеры температур, горных хребтов, провести анализ свойств поверхности, а также произвести замеры находящихся на Луне объемов льда. Как только мы сможем получить источник воды на Луне, прогресс в ее освоении пойдет гораздо быстрее.
Для выживания нам, конечно же, необходимы вода и кислород. И главная задача для ученых — где ее найти и как добывать на Луне. Помните, выше мы говорили о реголите? Он содержит 42 процента кислорода. Если мы сможем добывать из реголита кислород и соединять его с водородом, то до доступа к воде будет всего один шаг. Кроме того, добываемый кислород можно будет использовать для дыхания. А еще — использовать его в ракетном топливе. Задача, правда, сложнее: в этом случае нагревать реголит придется до 900 градусов Цельсия.
Если не брать в расчет вопросы воздуха и воды, то некоторые верят, что мы можем заселить Луну так же, как это однажды сделали наши древние предки на Земле. Как и на Земле, на Луне имеется множество пещер. Можно ли их использовать для жизни? NASA, например, рассматривает возможность заселения лунных пещер, считая их отличной защитой от радиации и метеоритных угроз.
Зачем нам вообще эта Луна?
Учитывая земные проблемы — все эти угрозы глобального потепления, нарастания социального неравенства, политических конфликтов и войн, голода, болезней, террористов и много чего еще, — зачем нам тратить время на попытки заселения космоса? И почему именно Луны? Иногда кажется, что этот выбор настолько неочевиден и что для цели лучше выбирать тот же Марс (и его собственные луны).
Колонизация Марса действительно кажется более логичной, так как эта планета больше похожа на Землю, чем Луна. Однако Луна предлагает нам несколько преимуществ. Самое очевидное из них — расстояние. Если в лунной колонии случится какая-нибудь серьезная катастрофа, то помощь будет находиться «всего» в 387 000 километрах. Что касается Марса, то лететь только в одну сторону придется около 7 месяцев.
Пока многие обращают свой взор в сторону Марса (и дальше), нам бы следовало перевести свой взгляд на космические тела, расположенные поближе к нам. Отправить на Луну несколько луноходов с конкретными задачами по поиску воды и в конечном итоге возобновить туда пилотируемые полеты. И даже если жить там мы не сможем — Марс в этом плане кажется более подходящим местом, — мы по крайней мере можем построить там лунную базу и использовать ее в качестве «перевалочного» научно-исследовательского центра при будущих полетах в дальний космос.
Источник
Зачем нам осваивать луну
Зачем нам Луна?
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Введение
Сейчас я ученик 8 класса, но уже давно интересуюсь разными естественными науками. От своего научного руководителя я узнал, что биология тесно переплетается с химией, физикой и астрономией. Свой выбор относительно профессии я еще не сделал, но думаю, что, возможно, скоро астробиология станет одним из приоритетных направлений в науке. Я заинтересовался темой влияния Луны на Землю и живые организмы. Происхождение жизни на нашей планете является до сих пор неразрешенной проблемой. И, возможно, Луна поможет решить ее. Изучение Луны особенно актуально именно в нынешнее время. Мировое научное сообщество и Россия сейчас занимаются разработкой различных проектов по освоению Луны, ее колонизации. Еще в 2014 году Российский институт космических исследований составил многолетнюю программу поэтапного освоения Луны. В период с 2019 по 2024 годы планируется отправить 5 космических станций на Луну. Поэтому я выдвинул следующую гипотезу:
Луна не только является одним из важнейших факторов зарождения, эволюционного развития и поддержания жизни на нашей планете, но и может способствовать прогрессу человечества.
Целью моего исследования было: изучить влияние Луны на Землю, процессы зарождения и развития жизни, влияние на живые организмы, а также изучить перспективы использования лунных ресурсов во благо человечеству.
Поэтому я поставил перед собой следующие задачи:
Изучить доступную мне научную литературу по данной теме, ознакомиться с ресурсами интернета.
В практической части моей работы проводить биологические и астрономические исследования.
Проанализировать результаты и сделать выводы.
Объектом моего исследования стала Луна – ближайшее крупное небесное тело к Земле. В своей работе я рассматриваю тему на перекрестке разных естественных наук: биологии, астрономии, физики и химии. Такой подход к освоению данной темы позволил мне более глубоко изучить материал и сделал процесс познания увлекательным. В поисках информации я прибегнул к различным источникам: я самостоятельно изучил книги из библиотеки, ресурсы интернета, научные статьи и научно-популярные фильмы. При изучении теории мне особенно помогли следующие книги: Артамонов В.И., «Занимательная физиология растений», Харт Кэрол, «Секреты серотонина», Электронная книга: Дубров А.П., «Лунные ритмы у человека».
Так как моя исследовательская работа интегрированная, то в практической части своей работы я проводил исследования по биологии и астрономии.
В исследовании по биологии я использовал следующие методы: метод моделирования, статистический метод, метод сравнительного анализа.
Я собственноручно спроектировал и сделал модель стационарной лунной станции и постарался предусмотреть при ее проектировании все особенности лунных условий. А также предложил собственную версию решения некоторых проблем, связанных с длительным пребыванием человека на Луне. В настоящее время это очень актуальная тема, так как Россия и другие страны в скором времени приступят к реализации своих программ по освоению Луны и ее колонизации.
Остальные методы я использовал в другом биологическом исследовании для оценки влияния лунных фаз на момент рождения ребенка.
Одним из главных методов в астрономии является наблюдение, поэтому я наблюдал за фазами Луны, рассматривал ее в зеркальный телескоп и бинокль, собственными глазами следил за стадиями полного лунного затмения, производил фотосъемку этого редкого явления в динамике.
Основная часть
Происхождение Луны
Как известно, 4,5 млрд. лет назад у древней планеты, предшественницы современной Земли, еще отсутствовал свой спутник. Протопланеты, давшие начало системе Земля-Луна, имели очень высокую температуру, благодаря чему находились в полужидком состоянии. Согласно современным представлениям, образованию Луны поспособствовало столкновение протопланеты Земля с протопланетой Тея, которая прошла по касательной и отколола от Земли ее часть, подарив ей при этом свое тяжелое ядро, а летающие по орбите Земли обломки от столкновения с Теей впоследствии сформировались в Луну. [Электронный ресурс, 9]. Химический анализ лунной горной породы – реголита, который был доставлен на Землю американскими астронавтами, подтвердил его сходство с базальтом — вулканической горной породой Земли. Недавние исследования ученых в области изотопного состава реголита также подтверждают теорию происхождения Луны. Еще одним доказательством теории происхождения Луны является то, что возраст лунных пород оценивается близким к возрасту Земли. [4, 81-82].
Влияние Луны на зарождение, развитие и поддержание жизни
Если сравнивать относительные размеры планет Солнечной системы и их спутников, то окажется, что наша Земля имеет самый крупный спутник относительно собственных размеров Земли. Поэтому она оказывает мощное гравитационное воздействие. Сейчас Луна находится примерно в 385 тыс. км от нас, но ее физическое влияние не заметить невозможно. Миллиарды лет назад Луна находилась гораздо ближе к Земле, следовательно, оказывала на нее еще большее влияние. Когда на древней Земле сформировались океаны, приливы имели характер цунами и заходили глубоко на сушу, растворяя горные породы. А ведь именно морская вода, богатая разными химическими элементами, стала средой для зарождения жизни.
После столкновения Теи с Землей в атмосферу Земли были выброшены метан, оксид углерода, водород, аммиак. Именно из этих газов образовались будущие компоненты живых организмов. Это доказал ученый Стэнли Миллер: он смешал данные газы, воспроизвел условия древней Земли и получил аминокислоты, являющиеся составляющими белков. Столкновение, породившее Луну, подготовило условия для зарождения жизни.
Приливы и отливы – самое яркое свидетельство прочной связи между Землей и ее спутником. Луна перемещает гигантские объемы воды на планете. Притяжение Луны слегка приподнимает океанскую воду, образуя некий пузырь. Движение этого пузыря вслед за Луной, вращающейся вокруг Земли, вызывает приливы и отливы. Приливные явления возникают за счет совместного гравитационного действия Луны и Солнца на Землю. Но наибольшее влияние оказывает именно Луна, которая, несмотря на свои несоизмеримо малые размеры по сравнению с Солнцем, находится на более близком к Земле расстоянии, чем Солнце. [Электронный ресурс,10]. Самые большие приливы называют сизигийными, они достигают максимума в новолуние и полнолуние, когда Луна и Солнце оказываются на одной прямой линии с Землей. Минимальные приливы, называемые квадратурными, наблюдаются в фазе первой и последней четверти Луны. [2, с. 44-45].
Современные исследования ученых показывают, что первые живые организмы зародились не в глубинах океана, а именно в зоне приливов и отливов. [6, с. 14-15]. Интересные результаты удалось получить профессору Джорджу Сазерленду в своем научном эксперименте, который имитировал приливы и отливы в условиях древней Земли. Для этого он поместил вещества, характерные для ранней Земли, и добавлял к ним воду, затем высушивал вещества, как это бывает во время отливов, после чего снова добавлял воду и подвергал смесь воздействию ультрафиолета. В результате ему удалось получить важнейший компонент живых организмов – молекулы РНК. [Электронный ресурс, 9]. Поскольку на нашей планете нет ни одного живого организма, в состав которого бы не входили молекулы РНК, то можно сделать вывод о решающем значении Луны для зарождения жизни.
В биологических системах все функциональные процессы имеют ритмический характер. Есть основания предполагать, что действие гравитационных приливообразующих сил послужило основой для ритмической периодичности всех процессов, происходящих в живых системах. Во время отлива огромное число видов, не уходящих с водой и остающихся на обнаженном дне, находилось до наступления прилива в резко измененных условиях водного, светового, газового и температурного режима. Для того чтобы выжить в таких условиях, у приспособленных к водной среде организмов должна была произойти перестройка водного, энергетического и метаболического обмена на период отлива. Для этого у живых организмов, прежде всего, должна была измениться проницаемость оболочек и мембран клеток, через которые осуществляется обмен с окружающей их водной средой. [Электронный ресурс, 10]. Чередующиеся приливы и отливы способствовали действию естественного отбора и появлению новых организмов. Таким образом, приливы и отливы, вызываемые гравитацией Луны, способствовали эволюции организмов и освоению ими новой среды обитания – суши.
Сила притяжения Луны и Солнца вызывает периодические подъемы и опускания земной поверхности. Под влиянием Луны поверхность Земли поднимается максимально на 35,6 см и опускается на 17,8 см. [Электронный ресурс, 10]. Вулканическая активность на древней Земле находилась под влиянием гравитации Луны. Так как Луна была ближе, то и извержения происходили чаще. Ученые считают, что некоторые органические вещества, из которых построены живые организмы, образовывались в результате контакта морской воды с расплавленной вулканической лавой.
Луна помогла не только зарождению жизни, но и ее сохранению. Ведь именно Луна притягивает к себе метеориты и астероиды, которые могли бы упасть на Землю и стать причиной смерти живых существ на всей планете.
Скорость вращения Земли вокруг своей оси постепенно замедляется, и сутки становятся длиннее. Причиной этому является удаляющаяся Луна. Согласно современным исследованиям, Луна отдаляется от нас ежегодно на 3,78 см. К сожалению, перспективы этого непрекращающегося удаления Луны несут в себе угрозу. Угол вращения Земли постоянен благодаря притяжению Луны, он очень важен для климата на Земле, поскольку наклон в 23 градуса позволяет количеству света, попадающему на любой участок земли в течение года, меняться, есть времена года, а смена времен года влияет на жизненный цикл всех организмов на Земле. Удалившаяся на большое расстояние, Луна уже не сможет больше стабилизировать Землю, и угол наклона земной оси будет непрерывно меняться от 0 до 85 градусов (при сегодняшних 23-х градусах). Земля начнет раскачиваться, пока не ляжет на бок. Это неизбежно приведет к нарушению климата нашей планеты. Нарушится четкое разделение времен года. Одни и те же участки земной поверхности будут сначала чрезмерно нагреваться, а затем чрезмерно охлаждаться. На нашей планете существуют организмы, способные выдержать очень высокую температуру, но они совершенно не приспособлены к перенесению низких температур. [Электронный ресурс, 9].
Такие изменения приведут к гибели большинства организмов, и даже выжившие не смогут долго существовать, так как гибель растений оставит их без пищи и кислорода. Нам остается только радоваться, что Луна еще рядом.
Таким образом, я убедился, что Луна явилась для нашей планеты одним из важнейших факторов при зарождении жизни и ее эволюции.
Многие ученые ищут жизнь на других планетах и выдвигают различные требования к ним. На мой взгляд, одним из обязательных требований должно стать наличие у такой планеты достаточно крупного спутника, подобного Луне. Ни в одном источнике информации я такого требования не нашел. Возможно, ученым стоит обратить на это внимание и пересмотреть требования к планетам, на которых возможно зарождение жизни.
Влияние Луны на живые организмы
Ученые установили существование ритмов живой природы, которые регулирует Луна – лунные ритмы. Благодаря этим ритмам происходит синхронизация репродуктивного периода у некоторых видов животных.
Многие животные в наше время инстинктивно реагируют на лунный свет: они становятся более активными и плодовитыми. Ярким примером этого служат более 130 разных видов тропических кораллов, которые ежегодно синхронизируют свой репродуктивный цикл и размножаются в одну и ту же ночь с наступлением полнолуния. Многочисленные исследования ученых показывают, что переход от стадии куколки к взрослому насекомому у бабочек происходит именно в полнолуние. Многие рыбы мечут икру в соответствии с максимальными приливами, вызванными Луной. А тихоокеанский краб-паук десятками тысяч собирается в одном месте и начинает процесс линьки в первое зимнее полнолуние.
Человек – это часть живой природы, поэтому Луна оказывает влияние и на него. В медико-исторических материалах о роли Луны в жизнедеятельности человека особое внимание уделяется двум важным фазам лунного цикла — новолунию и полнолунию. Считается, что эти фазы сказываются на состоянии половой сферы человека и его сексуальной активности, физической работоспособности, работе головного мозга и психическом состоянии, течении беременности, рождаемости и даже смертности, а также на ряде других показателей функциональной активности.
Человек воспринимает гравитацию Луны через нервную систему, имеющую разветвленную сеть гравиорецепторов внутри тела человека. Особая роль в восприятии лунного гравитационного действия принадлежит эпифизу, оказывающему свое влияние на организм через такие гормоны, как мелатонин и серотонин. [Электронный ресурс, 10]. Эти гормоны оказывают огромное воздействие на организм человека. Серотонин отвечает за бодрость, жизнерадостность днем, а мелатонин за спокойствие и полноценный отдых ночью. Повышение уровня мелатонина приводит лейкоциты в активное состояние, следовательно, помогает бороться с инфекциями. Было обнаружено, что мелатонин способен угнетать рост раковых опухолей, а также задерживает старение. Многие патологические нарушения сна: нарколепсия, сонный паралич, сомнамбулизм — связаны с нарушением уровня мелатонина. [7, с.52-68]. Это объясняет снохождение под влиянием Луны. Связь изменения гравитации с этими специфическими гормонами может быть причиной влияния Луны на психику и поведение человека. При полнолунии возрастают работоспособность человека и возбудимость его нервной системы, повышается раздражительность, а при новолунии наблюдается обратная картина (слабость, снижение активности, творческих сил и способностей). [Электронный ресурс, 10]. Секретируемые гипоталамусом и эпифизом гормоны оказываются под влиянием лунных циклов, что приводит к обострению шизофрении, маниакально-депрессивного синдрома, болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера. [7, с.89-93].
Тесная связь функционирования половой системы у женщин с влиянием Луны — это научный факт. Изучение большого массива статистических данных о естественных родах в различных странах показывает, что Луна оказывает определенное действие на репродуктивный цикл у женщин. Луна может влиять на момент оплодотворения путем воздействия на слизистую оболочку шейки матки или на сперматозоиды, ход овуляции, слияние гамет. Возможно также влияние Луны на прикрепление оплодотворенного яйца на стенке матки, течение самой беременности, развитие плода или момент начала родов.
При изучении цветового зрения у мужчин выявлена тесная связь его изменений со сменой лунных фаз. Такая периодичность является четко установленным и многократно проверенным фактом. В частности, выявлен 28-дневный ритм чувствительности глаза человека к зелено-красному свету. В другом исследовании было выявлено, что содержание в крови активных веществ, усиливающих сердечнососудистую деятельность, имело 14-15-дневную лунную периодичность. Эти результаты указывают на связь образования активного вещества с лунными фазами. [Электронный ресурс, 10].
Научно доказаны факты влияния Луны на рост земных растений. Ученые из Иллинойского университета США установили, что во время полнолуния картофель созревает гораздо быстрее. Результаты их опытов показывают, что при полной Луне темпы роста овощей увеличиваются на 20% по сравнению с периодами, когда Луна «рождается» или «стареет». Влияние Луны на растения заметили еще древние греки. А современные ученые рекомендуют осуществлять посадку и уход за растениями в соответствии с лунным календарем. И это не случайно. Физиологи растений установили, что потоки веществ в растениях изменяются в соответствии с лунными фазами. На растущей Луне все соки растений устремляются в ее надземную часть, достигая пика в полнолуние. Поэтому при сборе урожая или лекарственных растений имеет смысл обращать внимание на фазы Луны. В старину знахарки отправлялись собирать лекарственные растения (надземные части) именно в период полнолуния, а корни и корневища (подземные части) заготавливали в фазу убывающей Луны. Современные физиологи подтверждают факт того, что при убывающей Луне направление потока веществ в растениях устремляется к его подземным частям. Поэтому сбор урожая корнеплодов лучше проводить при убывающей Луне и новолунии, так как концентрация полезных веществ в них будет больше, чем в другие фазы. Луна влияет на прорастание семян, поэтому посев лучше проводить в фазе прибывающей Луны. Цветение некоторых растений происходит только в полнолуние. Например, растение из семейства кактусовые, которое в народе называют «царица ночи», имеет научное название Селеницерус крупноцветковый. Такое название не случайно, ведь Селена – это богиня Луны. Этот цветок распускается только в полнолуние и только на одну ночь, а к утру увядает.
Практическая часть
Исследования по биологии состояли из двух независимых частей. В первой части я решил проверить зависимость даты рождения от лунных фаз. Американские ученые утверждают, что в США большинство естественных родов приходится на фазу полнолуния. А как же в России? Я задумался над этим вопросом, так как мой младший брат родился именно в фазу полнолуния – 30 января 2018 года. При изучении теории мне стало известно, что уровень некоторых гормонов увеличивается в полнолуние. Один из главных гормонов, управляющих процессом рождения человека, является окситоцин. Поэтому я предположил, что если воздействие Луны способно увеличить выработку данного гормона, то статистически это должно найти подтверждение. Я со своим учителем обратились с официальным запросом в отдел ЗАГС нашего города. Мы попросили предоставить нам официальные данные о ежедневном количестве рожденных детей за три месяца (январь, февраль, март) 2018 года. Мне было необходимо проверить, действительно ли большинство родов приходятся на полнолуние и новолуние, так как в этот период действие Луны наиболее сильное. При анализе официальных данных мы обнаружили лишь единичные пики рождаемости, приходящие на фазу новолуния. Полученные официальные данные показали, что на территории города, в котором я проживаю, из 33 детей, рожденных в январе, 10 приходится на период полнолуния и новолуния, в феврале из 22 детей 7, а в марте из 18 только 3. Я самостоятельно вычислил процент рождаемости, приходящийся на фазы полнолуния и новолуния, и составил диаграммы. Соотношение количества детей, рожденных в фазы полнолуния и новолуния, к общему количеству составляет от 16,5% до 31,5%. (Приложение 1-2). Таким образом, результатом нашего исследования является то, что наше предположение о возможном увеличении уровня окситоцина в соответствии с лунными фазами не нашла практического подтверждения. В современной медицине зачастую используется искусственная стимуляция родов, а при плановом кесаревом сечении дату рождения ребенка определяет врач, а не природа. Влияние Луны не является столь сильным, и процесс начала родов регулируется множеством других факторов. К сожалению, для ученика 8-го класса доступна только статистика, но если бы я был ученым, то обязательно провел бы более масштабные научные исследования на территории всей России с привлечением медицинских анализов крови у беременных женщин. Вероятно, что в таком случае результат был бы иным.
Во второй части биологического исследования я решил подробно рассмотреть другую тему, связанную с Луной. Меня заинтересовала тема освоения Луны, поэтому я спроектировал и построил модель лунной станции. В начале, я нарисовал схему-чертеж в редакторе paint. (Приложение 3).
Так как среда обитания на Луне очень враждебна для любых форм жизни, то в этой работе я постарался учесть особенности лунных условий, и как можно точнее отобразить их в своем макете лунной станции. На мой взгляд, лунная станция должна стать максимально безопасной, автономной, экономичной и удобной для длительного проживания. В конструкцию своего макета я включил несколько главных элементов: жилой модуль, солнечные батареи, установка гелий 3, космический корабль, станция водоочистки, теплица, вход в подземную часть станции. Основные элементы станции я соединил туннелями и сделал подсветку для теплицы и места взлета и посадки ракеты.
Материалы, использованные мной для построения макета: различные виды пластика, картон, бумага, акварельные краски, древесина, клей, алюминиевая фольга, электрический кабель, искусственный газон, аэрозольные краски, светодиоды, цемент, шпаклевка, батарейка. (Приложение 4).
Фотографии этапов построения макета прошу смотреть в приложениях 5-12.
Астронавтам придется столкнуться с множеством проблем. Одной из главных является радиация. Используя ресурсы интернета, я узнал, что полимерные материалы (некоторые виды пластика) способны обеспечивать эффективную защиту от ионизирующего излучения. [Электронный ресурс, 11]. Поэтому в своем макете я предлагаю множество элементов, сделанных из пластика. Большую часть элементов лунной станции имеет смысл разместить под поверхностью лунного грунта, что даст радиационную и метеоритную защиту.
Проблему получения энергии на Луне можно решить при помощи солнечных батарей, представленных в моем макете. Сами батареи можно сделать из полезных ископаемых Луны. Альтернативным источником чистой энергии может послужить найденный на Луне редкий изотоп гелия – гелий -3.
Проблему обеспечения дыхания я предлагаю решить химическим путем: получать кислород, извлекая его из лунного грунта. А воду можно получать, растапливая лед, извлеченный из глубоких кратеров. В своем макете я также предусмотрел биологическую и химическую очистку циркулирующей воды для ее многократного использования человеком и растениями. Продукты жизнедеятельности астронавтов и растительные отходы можно компостировать для получения органического удобрения и извлечения из них питьевой воды.
Перспективы создания стационарной лунной станции с постоянно проживающими на них людьми потребуют обеспечения их пищей, которую можно вырастить прямо на Луне. Это экономически выгодно. У меня возникли идеи, как организовать полноценное и разнообразное питание астронавтов, которые сейчас питаются сублимированной пищей, но на стационарной лунной станции можно использовать не только растения. Я предлагаю выращивать грибы, поскольку они являются прекрасным источником белка и некоторых витаминов. Им не нужен свет, лишь питательный грунт и вода, поэтому их можно выращивать под поверхностью Луны. Субстрат для выращивания грибов можно приготовить, смешав реголит с органикой. Споры грибов мелкие и очень легкие, поэтому доставить их на Луну не составит большого труда. Но это еще не все. Я предлагаю привезти оплодотворенную икру рыб и разводить ее в подземных емкостях. Также, на мой взгляд, можно было бы привезти оплодотворенные яйца кур или перепелов и организовать мини-ферму по их разведению. Таким образом, в рационе питания астронавтов всегда будет полноценный животный белок. Пищу для птицы можно выращивать в теплицах, а птичий помет использовать для обогащения питательного грунта, для выращивания грибов и растений.
А вот выращивание растений именно на поверхности Луны потребует особых условий:
Растения придется выращивать в герметичных камерах-теплицах, защитное покрытие которых должно состоять из полимеров, способных эффективно отражать радиоактивное излучение Солнца.
Светопроницаемое покрытие камер должно активно поглощать ультрафиолетовое излучение, так как на Луне озонового слоя нет.
В связи с большой интенсивностью солнечного освещения на поверхности Луны необходимо будет искусственно регулировать интенсивность светового потока.
Я узнал, что лунный грунт, привезенный американскими астронавтами, был испытан учеными для выращивания растений. Оказалось, что растения растут в лунном грунте в 3-4 раза быстрее, чем в земном субстрате. [1, с. 196].
Внутри теплиц необходимо будет организовать капельный полив.
Для обеспечения поступления углекислого газа к растениям можно использовать воздух из жилых блоков.
Оборудование теплиц должно соответствовать перепаду температур на Луне. Ночью она может опуститься до -150 градусов по Цельсию, а днем может подниматься выше +100. [Электронный ресурс, 9].
Из-за того, что продолжительность лунной ночи составляет 14,5 суток, многие растения могут страдать от недостатка освещения. Эту проблему можно решить двумя путями: подобрать для выращивания растения, способные приспособиться к продолжительной лунной ночи, или дополнительно освещать растения.
Так как Луна не имеет собственной атмосферы, то не может задержать даже мелкие метеоритные частицы, поэтому необходимо предусмотреть защиту теплиц.
Также я задумывался о том, какие растения целесообразно выращивать на Луне. Растения семейства бобовые имеют явные преимущества перед другими растениями. Они способны расти на бедных азотом почвах благодаря клубеньковым бактериям, которые обитают в их корнях. К тому же они чемпионы по содержанию белка среди растений.
В астрономии один из главных методов – это наблюдение, поэтому я наблюдал за разными фазами Луны, а также, используя зеркальный телескоп и бинокль, разглядывал лунные моря и кратеры. Но особый интерес вызвало у меня наблюдение редкого полного лунного затмения, которое произошло 31 января 2018 года. К сожалению, в нашей школе нет телескопа, поэтому мой учитель обратился за помощью людям, у которых он имеется. По предварительной договоренности нам предоставили телескоп. Наблюдения мы проводили со школьного стадиона, начиная с 17:30, в течение трех часов. Первую фазу лунного затмения было сложно наблюдать из-за плохих погодных условий. Но спустя некоторое время, когда Луна вышла из дымки, видимость была четкой, и я наблюдал и фотографировал стадии полного лунного затмения. (Приложение 13). Последние стадии лунного затмения я наблюдал в 20:30 по местному времени.
Заключение
В результате моего исследования выдвинутая мной гипотеза нашла подтверждение: Луна не только сыграла важную роль в зарождении и эволюции жизни, но и сейчас благодаря именно Луне жизнь на Земле продолжает существовать. К тому же я окончательно убедился в том, что Луна имеет огромные перспективы в использовании ее ресурсов человеком для получения чистой энергии, освоения и изучения космоса и других не менее важных целей. Подготовленная мной презентация была представлена ученикам старшего звена моей школы, а также я выступал с ней на муниципальном этапе научно-практической конференции в моем городе. Полную версию материалов моей исследовательской работы мой руководитель разместил на сайте Инфоурок, так как моя работа была сокращена в связи с требованиями по объему. (Приложение 14-15).
В результате моего исследования получилось 2 продукта:
Макет стационарной лунной станции, сделанный своими руками, в котором я предложил собственный вариант решения проблем, связанных с особенностями лунных условий.
Наглядное пособие для урока по теме «Влияние Луны на Землю».
Во время работы над исследованием я получил колоссальное количество знаний и опыта, которые пригодятся мне в дальнейшей жизни. Я хотел бы поблагодарить своего научного руководителя – Семиколенных Светлану Николаевну, за полезные советы и помощь в работе. Знания, которые я получил во время исследовательской работы, помогут мне в жизни на практике. Моя семья живет в своем доме, и у нас есть огород. Теперь я знаю, в какой лунной фазе лучше высаживать растения и собирать урожай. Для дальнейшей реализации и развития перспектив своей работы я планирую продолжить работу по выбранной мной теме и проводить биологические и астрономические исследования.
Список литературы и других источников информации
Артамонов В.И, Занимательная физиология растений, Москва ВО « Агропромиздат», 1991 год, 335 страниц.
Бэрнхем Р., Атлас Вселенной для детей, «Ридерз Дайджест», 2001 год, 128 страниц.
Грин Н., Стаут У., Тейлор Д., Биология, том 2, Москва «Мир» 1996 год, 327 страниц.
Дагаев М.М, Чаругин В.М, Астрофизика, Москва «Просвещение», 1988 год, 205 страниц.
Мейнард К., Космос, Москва «Росмэн», 2001 год, 132 страниц
Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С., Современная ботаника, том 1, Москва «Мир» 1990 год, 347 страниц.
Харт Кэрол, Секреты серотонина, Минск «Попурри», 1998 год, 315 страниц.
Цветков В., Космос, Москва «Эксмо», 2012 год, 248 страниц.
Интернет-ресурсы:
Электронная книга. Дубров А.П., Лунные ритмы у человека, Москва «Медицина», 1990 год, 159 страниц. [http://valeolog.net/userfiles/978_5.pdf].
Соотношение рождаемости в разные лунные фазы за январь и февраль 2018 г.
Соотношение рождаемости за март и суммарная статистика за 3 месяца
Суммарная статистика за 3 месяца
Схема-чертеж лунной станции в редакторе paint
Ракета на месте взлета-посадки.
Теплица с растениями.
Вход в туннели подземной части станции.
Система солнечных батарей.
Место спуска в подземную часть.
Ферма по выращиванию грибов.
Ферма по разведению рыб.
Ферма по разведению птицы.
Материалы и инструменты
Начальные этапы работы
Этапы построения макета
Этапы построения макета
Этапы построения макета
Этапы построения макета
Этапы построения макета
Проверка работы диодной подсветки
Вид макета в неосвещенном помещении
Астрономические исследования. Стадии лунного затмения
Источник