Александр Марков - Путешествия к Луне
Девиз NASA — «For the benefit of all» («Для всеобщей пользы»), и это не пустые слова. Все материалы NASA открыты для свободного копирования и воспроизведения. А материалов этих — море, и они отличного качества. Планы NASA выносятся на всеобщее обсуждение. Конечно, космические полеты обходятся недешево: например, программа «Аполлон» стоила 23 млрд долл., это 135 млрд долл. в ценах 2005 г. Как видим, каждый американец заплатил тогда за этот проект по 640 нынешних долларов. Немало, но ведь деньги пошли на развитие науки и техники. Они довольно быстро вернулись в казну в результате продажи лучших в мире технологий. К тому же не весь свой бюджет NASA «выбрасывает в космос». Тратятся большие силы и деньги на создание общедоступных архивов, подготовку материалов для журналистов, популяризацию своей деятельности на разных уровнях — отдельно для ученых, для учителей, для школьников. Это пиар в хорошем смысле слова: космическое ведомство делом доказывает свою необходимость обществу и ждет от него поощрения. В этой книге вы встретите много материалов NASA. Спасибо тем, кто их добыл, сохранил, обработал и сделал доступными «для всеобщей пользы».
Разумеется, нельзя сравнивать возможности современных России и США. К примеру, бюджет Роскосмоса на порядок меньше бюджета NASA, наше географическое положение не способствует космонавтике, и распад СССР отсек от нашей космической отрасли многие важные части. Это объективные причины, но есть и другие. Сколько сил было понапрасну растрачено на гигантские проекты суперракеты Н-1 и космического комплекса «Энергия — Буран»! Не доведенные до ума, брошенные на полпути, они изрядно разорили страну и сломали судьбы тысячам талантливых инженеров, летчиков, космических специалистов. А как мы сможем вырастить новых талантливых инженеров, если в стране нет музеев науки и техники, если мы не сумели сохранить даже то, что когда‑то создали? Нужно здраво посмотреть на вещи и решить, хотим ли мы развивать у себя современную, то есть техническую, цивилизацию или же и дальше оставаться на обочине прогресса. Если мы трезво не оценим роль ученого и инженера в современном мире, не начнем культивировать талант и знание, если не будем считать технологию и опыт главным богатством нации, то дорога в будущее окажется не для нас, а Луну мы увидим только в мечтах.
Нужно отметить, что у многих, кто интересуется космическими исследованиями, сложилось неверное впечатление, будто эпоха исследований Луны резко оборвалась в середине 1970–х гг., вместе с прекращением полетов к ней автоматических зондов и пилотируемых экспедиций. Действительно, полетов к Луне не было почти 20 лет, но ее исследования активно продолжались. Например, с использованием доставленных на Луну уголковых лазерных отражателей постоянно уточнялась картина движения Луны: если в начале 1970–х гг. расстояние до Луны измерялось лазерным лучом с ошибкой около 15 см, то сегодня ошибка снизилась до нескольких миллиметров. А это уже позволяет делать выводы о внутреннем строении Луны и, кроме того, по ее движению проверять релятивистскую теорию гравитации. Так что Луна, кроме прочего, стала сегодня и точнейшим физическим прибором.
Рис. 1.18. Кратер Коперник. По рисунку Анджело Секки (1818–1878). Из книги: Henry Warren «Recreations in Astronomy», New York, Harper & brothers, 1879.
А что касается всеобщей доступности Луны, то сегодня разглядеть ее поверхность для любого из нас стало проще, чем изучить поверхность Земли. У всех нас в последнее время вызывает восхищение сетевой ресурс «Google Earth», позволяющий увидеть через объектив спутника — шпиона и аэрофотокамеры поверхность Земли с разрешением от нескольких метров до 10–15 см! Однако вспомним, что ⅔ поверхности нашей планеты скрыто водой, огромные пространства покрыты лесами и лишь малая часть видна с высоты, да и то — сквозь мутную атмосферу. А поверхность Луны видна вся и без каких‑либо преград.
Уже сегодня мы (хотя и не все) можем смотреть прямые телерепортажи с окололунной орбиты: японский спутник «Кагуйя», запущенный в сентябре 2007 г., передает изображение высокого качества (HDTV) с линейным разрешением в 10 м. Его телекамеры в мае 2008 г. смогли заметить на месте посадки «Аполлона-15» площадку, очищенную от пыли газовой струей из двигателя лунного модуля. Вскоре у Луны должен появиться еще более зоркий спутник — американский Lunar Reconnaissance Orbiter (NASA). Его телекамеры с разрешением в 0,5 м покажут нам сами посадочные ступени лунных модулей «Аполлонов». Но, разумеется, цель детального исследования лунной поверхности состоит не в этом. Аналогичный спутник Mars Reconnaissance Orbiter открыл много нового на поверхности Марса: достаточно напомнить о загадочных «колодцах» диаметром в сотни метров, дна которых до сих пор не удалось увидеть. Кто знает, какие сюрпризы приготовила нам Луна.
Рис. 1.19. Район кратера Коперник. Снимок космического телескопа «Хаббл». Рассмотреть более мелкие детали на лунной поверхности от Земли пока невозможно. Сравнивая этот снимок с предыдущим рисунком, мы видим, что опытный астроном — наблюдатель может поспорить по «зоркости» даже с космическим телескопом.
А пока японские специалисты, используя данные с зонда «Кагуйя», составили полные карты рельефа Луны и распределения на ее поверхности гравитационных полей. В 2005 г. карта рельефа Луны уже была составлена в США, однако на ней имелись крупные «белые пятна» в районе полюсов и другие недоработки. Зонд «Кагуйя» с помощью лазерного измерителя определил высоту примерно 6,8 млн точек на всей поверхности Луны. Оказалось, что разница между самой высокой и самой низкой точками на Луне составляет 19,8 км — это на 2 км больше, чем предполагалось ранее. «Кагуйя» впервые провел исследования такого рода на обратной стороне Луны. Эти материалы помогут при подготовке новых экспедиций на Луну и при создании там постоянных баз.
На окололунной орбите сейчас работает не только японский, но также индийский и китайский спутники. Для научных исследований Луна стала почти такой же доступной, как Антарктида. И так же, как с Антарктидой, уже понятно, что речь идет не только о научных экспедициях, но и о будущем разделе ресурсов этой планеты.
А для ученых Луна — по-прежнему загадочный и притягательный объект. Планетологи пытаются понять:
— имеет ли Луна металлическое ядро;
— существуют ли на Луне запасы воды;
— насколько велика тектоническая активность Луны; могут ли на ней действовать вулканы;
— почему своим строением и составом Луна так сильно отличается от 4 других тел земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс);
— как и где сформировалась Луна;
— как Луна повлияла на эволюцию Земли;
— что за странные «временные» явления порой наблюдаются на Луне;
— где остатки вещества комет, которые время от времени должны разбиваться о лунную поверхность. Если это те белые «свирлы», которые видны на фотографиях Луны, то можно считать, что долгожданное вещество из ядер комет уже почти у нас в кармане.
Рис. 1.20. Табличка с именами погибших космонавтов и маленькая скульптура, оставленные на Луне экипажем «Аполлона-15».
Желая разгадать лунные загадки и освоить лунные ресурсы, мы стоим сейчас перед дилеммой: кто будет исследовать Луну — люди или автоматы? Работа человека в космосе — опасное занятие: мемориалы погибшим космонавтам и астронавтам есть уже не только на Земле, но и на Луне: там его оставил экипаж «Аполлона-15» в виде маленькой фигурки в скафандре и таблички с именами героев. К счастью, на Луне еще никто не погиб, но стоит ли рисковать? Об этом нужно задуматься уже сейчас. В конце концов, важен результат, а не геройские прогулки по Луне. С другой стороны, трудно представить, что нынешние роботы способны заменить человека (см. главу 6). По-видимому, и нынешний, второй этап исследования Луны не обойдется без присутствия там человека.
И, наконец, еще одна, неожиданная, возможно, даже преждевременная проблема, но лучше подумать об этом заранее, чем заслужить упреки потомков. Нам нужно позаботиться о сохранении природной среды на Луне. К счастью, от идеи атомных взрывов там вовремя отказались, но мусор туда мы поставляем регулярно. Все экспедиции доставили с Луны на Землю около 382 кг лунного вещества, а на поверхности Луны уже скопилось более 170 тонн мусора — в основном остатки «Аполлонов» и наших «Лунников». В свое время проблема вывоза мусора встала перед исследователями Антарктиды и покорителями Эвереста. Похоже, в будущем придется строить завод по утилизации мусора и на Луне: не везти же все это обратно на Землю! К счастью, пока это не самая актуальная задача.
1.5. Наблюдаем Луну с Земли
Луна — царица неба. Это знает каждый любитель астрономии. Какой бы оптический инструмент ни появился у желающего полюбоваться ночным небом, в первую очередь он направит его на Луну. Половина нашей книги посвящена «путешествиям к Луне» с телескопом. Прочитав главы 2–5, вы узнаете, кто и когда составил первые карты Луны, кто первым навел на нее телескоп. Обычно первенство в этом приписывают Галилею, хотя исторические изыскания говорят, что он мог и не быть самым — самым первым. Тем не менее именно Галилей был в числе первых двух — трех «астрономов с телескопом», и как никто другой он продемонстрировал возможности этого простого, но удивительно полезного прибора.
