Луна. История будущего - читать онлайн книгу. Автор: Оливер Мортон cтр.№ 44

По крайней мере, так было на протяжении последних нескольких миллиардов лет. Но около 25 года антропоцена Гринспуна в темные кратеры стали проникать другие типы излучения. Сначала радары, а затем и лазеры светили в них с орбиты, чтобы оценить их глубину. Другие инструменты блестяще использовали сами звезды, регистрируя отражения их ультрафиолетового излучения от внутренней поверхности кратеров. Вместе эти и последующие исследования предоставили убедительные доказательства наличия слоистого льда на дне глубоких кратеров.

Это очень обрадовало энтузиастов возвращения на Луну. Слоистый лед на полюсах можно использовать для обеспечения водой и кислородом исследовательской базы или даже постоянного поселения, существенно снижая необходимость везти все нужное с Земли. При диссоциации, то есть разделении молекулы воды на водород и кислород получается высококачественное ракетное топливо и идеальный окислитель для его сжигания.

Вторым сокровищем, которое столкновения принесли на Луну, можно считать фрагменты инопланетных пород. Столкновения, доставляющие метеориты с Земли на Марс, приносят гораздо большее их количество на поверхность Луны, где также есть метеориты с Марса и Венеры. На лунных равнинах разбросаны случайные фрагменты всех внутренних планет — вероятно, в основном они погребены под поверхностью из-за медленного, но непрерывного потока новых столкновений. Но при внимательном осмотре наверняка можно найти хотя бы некоторые метеориты.

В красиво озаглавленной статье, опубликованной в 2003 году, трое планетологов предположили, что Луну можно сравнить с «чердаком Земли»: никто точно не знает, что на нем хранится, и хлама там тоже немало, но интересного при этом гораздо больше, чем кажется, и многие вещи даже старше, чем можно подумать. Там могут быть ценные диковины. Там могут быть семейные реликвии.

К ценным диковинам можно отнести около 30 кг венерианских пород на каждые 100 км² лунной поверхности. Найти их — задача не из легких. Впрочем, получить образцы с Венеры вообще нелегко, учитывая, что температура ее поверхности составляет 440 °C, а атмосфера планеты в 100 раз толще земной. Совершить посадку там уже непросто — это удалось лишь двум советским аппаратам ^[47], но и они не продержались дольше нескольких часов. Совершить посадку, собрать образцы и вернуться на орбиту — а с поверхности Венеры это сделать почти так же сложно, как с поверхности Земли, — невыполнимая задача на текущем этапе развития технологий. Даже если бы это было возможно, аппарат принес бы лишь фрагменты сегодняшней, относительно молодой, покрытой лавой коры. Достать кору, которой миллиарды лет и которая сформировалась до появления плотной атмосферы, когда Венера вполне могла быть океаном, не получилось бы ^[48]. Но ее фрагменты могут обнаружиться на Луне, поскольку перенос пород между внутренними планетами в основном состоялся при бомбардировках в катархее.

Какой бы объем венерианской породы ни оказался на Луне, земной породы там гораздо больше. На тех же 100 км², где ученые при везении могут отыскать 30 кг венерианских пород, предложившие теорию о «чердаке Земли» исследователи ожидают обнаружить 20 тонн земной породы. Большая ее часть должна датироваться катархейским эоном — тем самым эоном, о котором на Земле свидетельств почти не осталось, поскольку планета постоянно находит своим породам новое применение. В начале 2019 года геологи из Хьюстона объявили о предполагаемом обнаружении одного такого фрагмента в доставленной «Аполлоном-14» брекчии.

На основе Grinspoon (2016), Goldblatt et al (2016) и авторской прихоти

Планетология не только распространила на всю Солнечную систему характерные для земной геологии практики и хронологическую периодизацию, говоря хоть о катархее, хоть об антропоцене, но и выяснила, что древнейший, ценнейший и редчайший предмет геологии находится не в земле, а в небесах. Джеймс Несмит ошибся насчет того, что Луна сохранила вид ранней вулканической Земли, но был прав, посчитав ее местом, где хранятся пережитки творения.

Если где-то во Вселенной и можно обнаружить породы, хранящие следы древнейшей земной жизни, велики шансы, что они обнаружатся на Луне.

Чтобы достичь Луны, нужно решить не только и не столько проблему расстояния. Проблема скорости важнее. Космические корабли, как планеты и спутники, постоянно падают, поскольку траектории их полета определяются гравитационными полями Солнца и ближайших малых небесных тел. Чтобы перейти с одной траектории на другую, нужно изменить скорость в верном направлении на верную величину. Изменение скорости, необходимое для перехода с одной орбиты на другую, называется «характеристической скоростью». Чтобы добраться с поверхности Земли до поверхности Луны, требуется характеристическая скорость около 15 километров в секунду.

Выходить на нее следует поэтапно: каждый раз, когда космический корабль меняет траекторию, ему необходима дополнительная доза характеристической скорости. Больше всего ее нужно в самом начале. Чтобы выйти на низкую околоземную орбиту, космический корабль должен развить скорость около 7,7 км/с. На практике, чтобы преодолеть всевозможное сопротивление, нужно разогнаться примерно до 9 км/с.

С почти круговой околоземной орбиты космический корабль должен выйти на эллиптическую, перигей которой находится близко к Земле, а апогей — возле Луны. Для этого требуется характеристическая скорость около 3 км/с. У Луны космический корабль снова должен изменить траекторию, чтобы выйти на окололунную орбиту. Для этого нужен еще 1 км/с.

Если космический корабль должен совершить посадку с окололунной орбиты, ему потребуется еще 2 км/с, чтобы потерять орбитальную скорость и оказаться в стационарном положении на поверхности Луны.

Благодаря отсутствию атмосферы можно подойти очень близко к поверхности, не предпринимая финального шага. Космические корабли обращались вокруг Луны на высоте около 30 км и иногда спускались даже ниже. Однако при движении по окололунной орбите возникают другие проблемы. Масса лунной коры распределяется неравномерно, и скопления массы в морях становятся фантомными рифами, издалека сбивая низколетящие спутники, если только их орбиты не разработаны таким образом, чтобы волнения нивелировали друг друга. В то же время орбиты выше 1200 км дестабилизируются из-за притяжения Земли.

Если движение по окололунной орбите порой сопряжено с трудностями, возвращение на Землю дается легко. Когда космический корабль летит к Луне, гравитационное поле Земли притягивает его обратно: фактически он поднимается в гору. На обратном пути, как только корабль покидает гораздо более слабое гравитационное поле Луны, в дело вступает земное тяготение. В конце падения характеристическую скорость можно получить бесплатно, преобразовав скорость падения в невыносимый жар вхождения в атмосферу. Чтобы вернуться в Тихий океан с Базы Спокойствия, Нилу Армстронгу и Баззу Олдрину понадобилось менее 3 км/с, даже с учетом небольшого отклонения от маршрута, чтобы забрать Майкла Коллинза. Как замечает один из героев фильма «Место назначения — Луна», с этим путешествием справилась бы даже такая маленькая и примитивная ракета, как «Фау-2».