Читать книгу - "Просто космос: Задачи о межпланетных путешествиях - Владимир Георгиевич Сурдин"

детальные карты дна океанов Земли – только к концу ХХ в. Однако возможности наземной астрономии по изучению Луны довольно быстро оказались исчерпаны. Наступила эпоха ее прямого исследования с помощью роботов и астронавтов. Это дорогостоящие экспедиции, но результаты себя оправдывают. Важно, что ученые уже поняли: Луна – такой же доступный и интересный объект, как глубоководные разломы или купол Антарктиды. Туда можно планировать экспедиции и находить для них средства.

Не правда ли, странно, что лунные экспедиции стали реальностью практически тогда же, когда исчезли последние белые пятна на карте Земли? Но если задуматься, и то и другое в прямом смысле слова – дело техники. Сравнительно недавно мы поняли, что по-настоящему недоступных уголков на Земле больше нет. Уже давно прошли те жюль-верновские времена, когда кругосветное путешествие за 80 дней казалось почти фантастикой. Сегодня в любую часть Земли без особых хлопот можно попасть всего за несколько дней. Но ведь за те же несколько дней можно добраться и до Луны! Еще 40 лет назад на экспедицию к Луне – туда и обратно – астронавты тратили всего неделю. Рекорд поставил экипаж «Аполлона–13» в 1970 г.: 5 суток и 23 часа. Правда, астронавты не прочь были бы задержаться там подольше, но так уж вышло…

Разумеется, большинству из нас не доведется побывать на соседней планете, равно как и в Антарктиде, и на вершинах Гималаев, и даже в Новой Зеландии, но все же мы стремимся составить представление об этих экзотических уголках Земли. А вот о Луне знаем до обидного мало. Чтобы лучше познакомиться с ней, приведу несколько малоизвестных фактов.

1. Обратная сторона Луны, вопреки бытующему мнению, вовсе не темная, хотя именно так ее часто называют по-русски. И английское выражение «dark side of the Moon» говорит вовсе не о темноте обратной стороны Луны, а о ее загадочности и неизученности. На самом деле невидимая сторона Луны так же часто и ярко освещается Солнцем, как видимая.

2. Хотя на лунном экваторе днем температура поверхности +120 °C, а ночью –170 °C, неглубоко под грунтом, в «землянке» там всегда постоянная температура –25 °C.

3. На фоне темного ночного неба Луна кажется нам очень яркой, но в действительности ее поверхность отражает солнечный свет не лучше, чем свеженакатанный асфальт. Средний коэффициент отражения света лунной поверхностью (ее альбедо) составляет около 12%.

4. Тот факт, что к Земле Луна всегда повернута одной стороной (видимым полушарием), не означает, что она не вращается. Просто ее вращение вокруг оси и обращение по орбите синхронизованы: оба имеют одинаковые периоды в 27,3 суток.

5. Полвека назад, в преддверии полетов человека на Луну, астрономы поменяли местами стороны горизонта на картах Луны: восток стал западом, а запад – востоком. Прежде их расположение было удобным для наземных наблюдателей: восточная часть лунного диска смотрела на восток земного небосвода, а западная – на запад. После изменения оно стало удобным для исследователей на Луне: как и Земля, Луна теперь вращается с запада на восток, и Солнце на ней восходит тоже на востоке.

6. На поверхности Луны побывали не только члены экипажа «Аполлон–11» (Нил Армстронг и Баз Олдрин), но и еще десять других астронавтов из экипажей «Аполлон–12», «Аполлон–14», «Аполлон–15», «Аполлон–16» и «Аполлон–17».

Задачи

3.1. Что не так?

Как-то раз я пришел в гости к другу – любителю астрономии. После чаепития он решил порадовать меня новым приобретением – глобусом Луны. Глобус действительно был хорош: большой, с внутренней подсветкой, демонстрирующей названия морей, гор и кратеров. Но мне пришлось огорчить друга, заметив, что у глобуса есть один существенный недостаток. Друг удивился: «Что не так с моим лунным глобусом?»

А вы, друзья, догадались, что не так с этим глобусом Луны?

Рис. 8. Что не так с глобусом Луны?

3.2. Следим за тенью

В научно-фантастической повести Александра Казанцева «Лунная дорога» героиня в разговоре с космонавтом, отправляющимся на Луну, утверждает, что с Земли можно будет следить за перемещением космонавта по поверхности Луны:

В телескоп можно заметить предмет высотой полтора метра… С Земли будут видны ваши движущиеся тени[13].

Насколько правдоподобно это утверждение? Какова максимальная длина тени на шарообразной планете?

3.3. Лунная пыль

В том же произведении описана управляемая с Земли танкетка-луноход с манипуляторами, за работой которой наблюдает героиня повести:

Танкетка ловко маневрировала, ее стальные руки подбрасывали камни, и пыль с них вздымалась долго не оседающим облаком. Эллен едва различала танкетку в пыльном тумане[14].

Затем рядом опустилась прилетевшая с Земли ракета.

Ракета опустилась в облако поднятого ею пепла, туман тысячелетней лунной пыли окутал танкетку мглой… Еще долго пришлось ждать, прежде чем в окнах танкетки стали проступать сначала мутные, потом все более резкие очертания острых лунных скал. Неужели на Луне все так уж медленно падает?[15]

Поразмышляйте и вы над тем, как на Луне оседает подброшенная вверх пыль.

3.4. Что ярче?

Это фото получено сразу после того, как закончилось покрытие Сатурна Луной, случившееся 22 мая 2007 г. Планета вышла из-за лимба (края) дневной стороны Луны.

Рис. 9. Сатурн и Луна: чья поверхность ярче?

Известно, что геометрическое альбедо Сатурна – около 50%, а Луны – около 10%. Следовательно, поверхность Сатурна в пять раз лучше отражает солнечный свет.

Почему же в таком случае поверхность Луны выглядит намного ярче поверхности Сатурна?

3.5. Питательный луч

Полярные кратеры на Луне, в которые никогда не попадает солнечный свет, привлекают внимание как области, богатые водяным льдом. Но как заниматься их изучением и эксплуатацией, если там нет света? Большинство космических аппаратов используют солнечные батареи. Они дешевы и надежны, легки и безопасны, но бесполезны в районах вечной ночи.

Питанию от Солнца есть альтернатива, к которой прибегают там, куда солнечный свет не проникает или он очень тусклый. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) используют энергию распада радиоактивных металлов, как правило, плутония. В РИТЭГе есть постоянно нагретый радиоактивный элемент, который окружен радиатором. Между горячим участком и радиатором расположен термоэлектрогенератор, производящий электричество из разницы температур. РИТЭГи гораздо проще ядерных реакторов, чрезвычайно надежны и способны обеспечивать энергией аппарат в течение многих десятилетий, как, например, в миссиях «Вояджеров» или «Кьюриосити» и «Персеверанс». Однако изотопные источники питания существенно тяжелее и дороже солнечных панелей. К тому же плутоний – опасный материал.

Вот почему Европейское космическое агентство (ЕКА) разрабатывает лазерную систему питания для лунных роверов, которым предстоит работать на полюсах земного спутника, где солнечные лучи падают на поверхность под очень острым углом. Однако на Луне есть не только низины