De ce succesul explorării Lunii depinde direct de „bătălia ipotezelor” despre originea acesteia
Printre teoriile despre originea Selenei, a existat o luptă serioasă de multă vreme: oamenii de știință americani cred că a fost „doborâtă” de pe Pământ de lovitura unei vechi planete moarte, și colegii lor din Rusia și Israel - că nu au existat coliziuni escatologice ale planetelor. Modul în care pământenii vor explora Luna depinde de care dintre ei este corect.
La prima vedere, agitația din jurul satelitului Pământului este misterioasă. Pe de o parte, colonizarea Lunii cu greu are sens: zona sa (aproximativ 1/14 din suprafața Pământului) este aproximativ egală cu zona deșerturilor tropicale și arctice ale Pământului; între timp, chiar și deșerturile terestre sunt stăpânite foarte încet, iar dezvoltarea lunii va costa mai mult un ordin de mărime. Opinia entuziaștilor că există heliu-3 acolo și este un motiv demn de explorare a Lunii este în contradicție cu faptul binecunoscut: o reacție termonucleară favorabilă din punct de vedere energetic nu a fost încă obținută nici măcar pentru deuteriu, în timp ce aprinderea heliului-3 este un ordin de magnitudine mai greu și se află în afara viitorul previzibil al umanității. Pe de altă parte, o putere după alta planifică noi aterizări pe Lună anul acesta. Întrebarea este: de ce?
Răspunsul corect la această întrebare este simplu: o cursă științifică și de resurse este „amestecată” cu rasa de prestigiu. Dacă ipotezele non-americane despre originea satelitului terestru sunt corecte, există multă apă acolo și într-o formă de gheață de apă care este convenabilă pentru dezvoltare. În prezența apei, culturile terestre pot fi cultivate pe regulit lunar - astfel de experimente au fost deja efectuate cu succes. Cu apă și hrană, precum și o sursă de oxigen, studierea și stăpânirea Lunii va fi mult, mult mai ușoară și mai ieftină decât în cazul în care totul trebuie transportat de pe Pământ. Subliniem că fundația bazei nu înseamnă colonizare. Insulele arctice și Antarctica nu pot fi dens populate, dar există baze acolo. Sunt necesare din motive de cercetare, militare și logistice. Luna are o gravitate de șase ori mai puțin decât pământul. Aceasta înseamnă că este mai ușor de la acesta (ai nevoie de zece ori mai puțin combustibil) să ridici combustibilul și oxidantul,obținute din aceeași apă - de exemplu, pentru alimentarea navelor care zboară pe Marte. Dar pentru a începe planificarea bazelor lunare, mai întâi trebuie să aflați: cine are dreptate? Luna este cu adevărat uscată?
Megawar: cum s-a născut ideea de coliziune a Pământului cu o altă planetă
Merită să privim sistemul solar așa cum a fost cunoscut în 1975, când americanii Hartman și Davis au formulat teoria megacolizării Pământ-Teia. În acel an îndepărtat, Charon nu a fost încă descoperit și au fost cunoscute exact două tipuri de sateliți în întregul sistem solar: cele care sunt radical mai mici decât planetele lor (Phobos și Deimos, sateliții planetelor gigant) și Luna. Ea era singurul satelit cunoscut la acea vreme, a cărui masă era mai mult de la sută din masa planetei sale.
Natura neobișnuită a acestui satelit a cerut și o teorie neconvențională a originii sale, mai ales că ipotezele neplăcute ale predecesorului, cum ar fi separarea unei piese de pe Pământ sub presupusa acțiune a fostei sale rotații rapide (ipoteza lui Darwin, fiul lui Charles Darwin), au fost oarecum naive și ușor refutate. Această ipoteză și altele similare au explicat prost faptul că miezul de fier al Lunii este mic în comparație cu Pământul și nu există apă (așa cum se credea la acea vreme).
Video promotional:
De fapt, la acea vreme, apa din roca lunară fusese deja descoperită: Apollo a adus solul pe Pământ, unde a fost găsită apă în anii 60. Dar a fost atribuit poluării terestre sau meteoritelor. Dovezile directe ale detectoarelor de ioni care au detectat apa în apropiere de Apollo au fost de asemenea atribuite poluării terestre. În geologia lunară, a fost declanșat un fenomen care este mai des atribuit umanităților - oamenii de știință au respins faptele empirice, întrucât acestea nu se potriveau cu teoriile existente pe atunci despre originea Selenei: în toate acestea s-a topit mai întâi, adică trebuia să piardă apă. Știința din acea vreme a presupus doar o variantă a apei care a lovit luna - cu comete. Dar în apa cometară, raportul dintre deuteriu și hidrogen este diferit, iar în apa găsită pe Lună de către americani, raportul acestor izotopi de hidrogen a fost același ca pe Pământ. Teoria vremii nu a permis acest lucru,de ce totul a fost atribuit „poluării pământului”, iar Selena a fost declarată complet lipsită de apă.
Cu toate acestea, alte caracteristici ale solului lunar prin poluarea terestră nu au putut fi explicate. Vorbim despre un conținut mai mic de titan și alte elemente relativ grele din acesta.
Coliziunea Pământului cu o altă planetă.
Atunci, în 1975, s-a născut în SUA ipoteza mega-impactului (mega-impact). Potrivit acesteia, planeta antică Theia acum 4.5 miliarde de ani s-a ciocnit cu Pământul, iar un impact super-puternic a aruncat o cantitate mare de materiale din ambele planete. Luna s-a format din resturi de-a lungul timpului. Satelitul pământesc a fost obținut nu „primar” (cum ar fi, de exemplu, sateliții lui Jupiter), ci „secundar”, care rezultă din coliziunea corpurilor cerești mari. S-a eliminat întrebarea de ce masa Selenei este atât de mare în comparație cu masa Pământului în sine - mult mai mult decât cea a sateliților altor planete ale sistemului solar.
Mega Impact a explicat cu ușurință și de ce erau puține elemente grele pe Lună (ceea ce era adevărat) și nicio apă deloc (ceea ce după zborurile Apollo a fost încăpățânată de ignoranța faptelor). Straturile superioare ale Pământului conțin puține elemente grele - cele mai multe dintre ele s-au scufundat în miezul și straturile inferioare ale magmei. Când planetele s-au ciocnit, resturile ar fi trebuit să scape până la mii de grade. Orice apă din ele s-ar evapora și ar zbura în spațiu. Când resturile răcite au format luna, acestea ar fi trebuit să fie complet uscate până acum.
Se pare că cineva a ratat
Ipoteza a arătat bine timp de trei ani întregi. Dar deja în 1978, Charon, un satelit al lui Pluto, a fost descoperit. Dacă Luna este de 80 de ori mai puțin masivă decât Pământul, atunci Charon este doar de nouă ori mai ușor decât Pluton. S-a dovedit că nu există nimic unic în ceea ce privește aspectul lunii. A apărut o întrebare firească: cum este posibil acest lucru, deoarece coliziunea planetelor mari precum Theia și Pământul trebuie să fie un eveniment rar?
Vederea unui artist despre Charon de pe suprafața lui Pluto.
Și mai incomod a fost analiza rocilor lunare în laboratoare și primele date despre meteoriți de origine extraterestră. S-a dovedit că numai Luna este indistinguibilă izotopic de Pământ și toate celelalte planete ale sistemului solar sunt în mod clar diferite. Cum s-a întâmplat asta dacă Selena ar conține substanța altei planete - ipoteticul Theia antic?
Pentru a explica contradicția, ipoteza mega-șocului a fost modificată: locul nașterii Teiei a fost considerat … orbita Pământului, prin urmare compoziția izotopică a ambelor planete este aceeași. Se presupune că s-au format simultan două planete, care apoi s-au ciocnit. Nu era clar de ce au apărut două planete pe orbita pământului și una câteodată pe orbitele altor planete ale sistemului.
Geologii au adăugat, de asemenea, probleme. A apărut o întrebare legitimă: dacă mega coliziune a două planete a încălzit Pământul și resturile sale, de unde a venit apa pe planetă? După toate conturile, ar fi trebuit să se evapore. Teoria mega-impactului a devenit deja extrem de populară, ei nu au vrut să-l abandoneze, așa că ideea a fost prezentată că apa a apărut mai târziu pe Pământ - a fost adusă de comete căzute pe planetă de miliarde de ani. Dar s-a descoperit curând că raportul dintre izotopii de hidrogen și oxigen din apa cometară este foarte diferit de același raport în cazul terestrei. Apa de la asteroizi este mai asemănătoare, dar există foarte puține despre ea, adică nu pot fi sursa oceanelor Pământului.
În cele din urmă, în secolul XXI, pe lună au început să se găsească urme de apă. Iar când susținătorii ipotezei mega-șocului au sugerat că cometele au adus această apă, geologii olandezi au arătat că rocile lunare nu s-ar fi putut forma în forma lor actuală fără prezența apei de la începutul formării satelitului. Situația a fost agravată de astronomii ruși: în opinia lor, o coliziune tipică a unei comete cu Luna duce la zborul a peste 95% din apă înapoi în spațiu.
Cel mai bun dintre toate, situația a fost reflectată în articolul din 2013 cu titlul povestitor „Teoria impactului este epuizată”.
Cum ciocanul asteroidului a construit luna
În 2007, a fost publicată lucrarea celebrului fizician N. Gorkavy „The Formation of the Moon and Binary Asteroids”, care a arătat pentru prima dată că mecanismul formării Lunii nu este unic - dimpotrivă, a dat naștere unui număr imens de sateliți în sistemul solar. Numai acești sateliți au fost formați în principal în asteroizi, și nu în planete mai masive.
Scenariul pentru apariția atât a sateliților asteroizilor cât și a Lunii este simplu. Chiar primele coliziuni cu asteroizii cu dimensiunea de 10-1000 de kilometri formează un inel de resturi evacuate în jurul planetei, a căror viteză este mai mare decât prima cosmică (adică nu pot cădea repede înapoi). Grevele ulterioare ale asteroidului cresc rapid masa discului - resturile sale „interceptează” noi resturi care zboară de pe planetă. Cei care au zburat în direcția opusă direcției de rotație a discului și a planetei, din coliziunea cu resturile discului, își pierd viteza și cad din nou pe planetă. Cei care zboară în aceeași direcție cu discul și planeta se rotesc - se alătură discului. Cu cât este mai multă masă, cu atât mai multe resturi sunt eliminate de noi asteroizi, acesta poate capta. De la tot mai multe ciocniri, resturile vechi din disc pierd energie și viteză, devine mai ușor pentru ei „să se lipească împreună” la impact,fără a se împrăștia după coliziune. Deci, un satelit mare începe să se formeze în disc.
Într-un astfel de scenariu, nici Pământul, nici resturile ciocnite până la mii de grade nu se încălzesc, adică apa pământului nu se fierbe nici în oceanele pământului, nici în compoziția Lunii. Și izotopii din rocile lor solide coincid, deoarece se pare că Selene a apărut în principal din resturile pământului.
De asemenea, devine ușor de înțeles originea mărilor lunare din partea Lunii cu fața Pământului (acum aproximativ 3-4 miliarde de ani, lavă s-a turnat pe suprafața Lunii și, înghețată, a format mări întunecate care acoperă 16% din suprafața lunară și situată pe partea vizibilă a Lunii). Dacă Luna „interceptează” toate resturile eliminate de asteroizi de pe Pământ, atunci ar trebui să le „prindă” cu partea orientată către Pământ. Prin urmare, sunt mult mai puține mări lunare pe umbra satelitului.
Așa cum se întâmplă adesea cu ipoteze din vremea noastră, mai multe grupuri științifice pot face aceeași descoperire, deoarece există multe articole din reviste revizuite de la egal la egal și nu toți oamenii de știință au suficient timp pentru a le citi. Concluziile lui Gorkavy au fost „redescoperite” în 2014 de un grup de astronomi din Moscova, iar în 2015 de unul israelian. Până în prezent, această ipoteză nu este acceptată doar în Statele Unite, însă este doar o chestiune de timp. Contradicțiile ipotezei mega-impactului sunt insolubile, în timp ce cea nouă nu arată încă nicio contradicție cu realitatea observată.
Modul în care noua teorie va schimba practica studierii și explorării lunii
Dacă Luna a fost formată din material terestru, trebuie să existe elemente ușoare pe ea. Apa de la suprafață s-a evaporat curând, dar nu există Soare în zonele circumpolare (în special în cratere). Datele radar susțin această ipoteză. Acest lucru înseamnă că evenimentele care par a fi acum miliarde de ani au o importanță vitală astăzi. Dacă apa lunară ar fi un produs al cometelor, aceasta ar fi rară și cu greu ar fi păstrată sub forma unor cantități vizibile de gheață pură.
Intrări în tuburile de lavă, în interiorul cărora poate exista multă gheață cu apă.
Ceea ce este important, pe lângă craterele circumpolare, există și alte locuri pe planetă unde este posibilă prezența elementelor ușoare - tuburile de lavă. În condiții de gravitate lunară scăzută, astfel de peșteri vulcanice au un diametru de până la sute de metri, iar lungimea lor este măsurată în kilometri. Un strat de sol de la 10 metri protejează complet interiorul peșterilor de radiațiile cosmice, iar temperatura din ele este întotdeauna stabilă. Cercetătorii americani sugerează că acolo, ca într-o serie de tuburi de lavă a Pământului, poate exista gheață de apă pură. Există multe intrări la tuburile de lavă lunară (ilustrat mai sus). Nu există un loc mai bun pentru o bază de cercetare lunară.
Crater în marea liniștii (Mare Tranquillitatis).
În lumina noilor date, este necesar să explorăm Luna nu la latitudini mici, așa cum au făcut americanii în anii 60-70, ci în locuri complet diferite - mai aproape de poli. Apropo, așa cum este ușor de convins, indienii și alți participanți noi la cursa lunară își trimit vehiculele. În orice încercare de a crea o bază lunară, gheața de apă va fi o resursă valoroasă. În plus, în zona aproape polară a Lunii, lumina soarelui strălucește în unele locuri pentru mai mult de 95% din durata anului. Acest lucru va simplifica și mai mult bazarea. Este clar că nimeni nu va declara bucățile satelitului drept proprietatea stării pământești, dar, la fel ca în bazele arctice, cel care este primul care va câștiga un loc într-un loc avantajos va avea mari avantaje în studierea lunii.
Așadar, teoria americană a formării Lunii în timpul unei coliziuni interplanetare susține că Selena este o bucată de piatră uscată, unde există puțină apă și este doar aluvionară. Rusul și ulterior israelianul postulează că satelitul Pământului a apărut din multe impacturi de asteroizi mici și, prin urmare, este bogat în apă. Cel care este primul care a descoperit care dintre teorii este corect va primi un început important în dezvoltarea apei lunare. Ea este cea care va deveni o resursă cheie, fără de care nici baza lunară în special, nici un studiu detaliat al Lunii în general nu este posibil.
