Kosmiczna eksploracja Księżyca. Księżyc - przestudiowana i tajemnicza ludzka eksploracja Księżyca

Data napisania: 05.03.2024

Czas czytania: 40 minut

Księżyc jest jedynym satelitą Ziemi i drugim najjaśniejszym obiektem na ziemskim niebie. To pierwsze i obecnie jedyne ciało niebieskie, na którym postawił stopę człowiek. Przez wiele stuleci Księżyc przyciągał uwagę ludzkości jako ciało niebieskie najbliższe naszej planecie i nadal przyciąga uwagę. Nie tak dawno temu na Księżycu odkryto wodę w postaci lodu, co w pewien sposób ułatwi możliwość stworzenia na niej bazy mieszkalnej. Ale nawet teraz, kiedy wiemy o Księżycu prawie wszystko, nadal kryje on wiele tajemnic.

Czy Księżyc nadaje się do zamieszkania?

W 1968 roku opublikowano katalog anomalii księżycowych, zawierający łącznie 579 różnych obserwacji dokonanych przez specjalistów NASA. Publikacje te zapoczątkowały nowe debaty na temat obecności życia na Księżycu, a już w XVIII wieku astronom William Herschel zauważył na naszym satelicie niezwykłe światła, linie i kształty geometryczne, czym przyciągnął uwagę naukowców. Od tego czasu z godną pozazdroszczenia regularnością obserwuje się na jego powierzchni różne anomalne zjawiska.

Już dziś, podczas prawie 10 lat systematycznych obserwacji powierzchni Księżyca za pomocą teleskopu 800x, Japończyk Yatsuo Mitsushima wielokrotnie filmował kamerą wideo przejścia nieznanych ciemnych obiektów. Otrzymane przez niego materiały są rewelacyjne: średnica fotografowanych obiektów wynosi średnio prawie 20 kilometrów, a prędkość ich poruszania się szacuje się na 200 km/s.

Podczas przygotowywania programu księżycowego Stany Zjednoczone za pomocą statku kosmicznego wykonały szczegółowe zdjęcia jego powierzchni w celach badawczych. Specjaliści NASA byli w stanie wykonać ponad 140 000 zdjęć. Większość z nich jest doskonałej jakości, a rozdzielczość optyczna sprzętu fotograficznego pozwoliła znaleźć na Księżycu coś, na co Ziemianie tak naprawdę byli zupełnie nieprzygotowani. Z tego powodu negocjacje pomiędzy astronautami z powierzchni Księżyca były często bardzo emocjonalne. Wiele gazet przedrukowało słowa astronauty Aldrina Houstona: „Co to jest? O co do cholery chodzi? Bardzo chciałbym wiedzieć, co tam jest? Jest tu kilka dużych obiektów, są ogromne! Za kraterem, po przeciwnej stronie, znajdują się duże statki kosmiczne. To właśnie ta wiadomość, przesłana na Ziemię przed przejściem na zaszyfrowany sygnał komunikacyjny, nie została później obalona przez NASA i posłużyła jako pośredni dowód na teorię o istnieniu życia na Księżycu.

Następnie opublikowano wiele książek, które – z różnym stopniem podejścia naukowego – mówiły o możliwości zamieszkania naszego satelity. Zatem po przestudiowaniu zdjęć wykonanych przez Rangera 7 po udanym lądowaniu w jednym z kraterów oraz po przeanalizowaniu zdjęć wykonanych przez astronautów, George Leonard (późniejszy autor książki „Na naszym Księżycu jest ktoś inny”) doszedł do wniosku, że Nawet niektórzy eksperci NASA podzielają tę opinię. Według Leonarda na powierzchni Księżyca znajduje się wiele mechanizmów, z których większość jest zniszczona, ale niektóre nadal działają. Niektóre obiekty na powierzchni zmieniają swój kształt, pojawiają się i ponownie znikają.

Tak więc w kraterze Kinga znajduje się wiele urządzeń mechanicznych, które autor książki nazwał „X-Dronami”, ponieważ ich kształt przypomina łacińską literę „X”. Te „koparki”, mierzące półtora mili, odkopują ściany krateru, rozbijając skalistą glebę i wyrzucając ją strumieniami na powierzchnię. George Leonard uważa, że od grzbietu Krateru Królewskiego ułożono jakiś rurociąg o długości prawie trzech mil, którego końce przykryto zaślepkami o identycznym kształcie. Podobne struktury zaobserwował japoński Mitsui. Dlatego wielu badaczy Księżyca jest przekonanych, że Księżyc był zamieszkany wcześniej lub jest zamieszkany obecnie. Cóż, ludzie zawsze wierzyli w cuda, to ich prawo.

Cele ludzkiej eksploracji Księżyca

Zostawmy prawo do poszukiwania życia na Księżycu pisarzom i miłośnikom science fiction i wróćmy z nieba na ziemię. Szybki rozwój technologii kosmicznej w połączeniu z zasobami naturalnymi dostępnymi na Księżycu pozwala poważnie mówić o możliwej kolonizacji naszego najbliższego satelity. Cel ten jest możliwy do osiągnięcia i uzasadniony. Księżyc znajduje się bardzo blisko Ziemi (tylko 3 dni lotu), jego krajobraz jest dość dobrze zbadany, sfotografowano całą powierzchnię ciała niebieskiego. Na Księżycu znajduje się także cała gama metali przemysłowych ważnych dla cywilizacji ludzkiej – żelazo, tytan, aluminium. Ponadto w powierzchniowej warstwie gleby księżycowej, tzw. regolicie, gromadzi się rzadki dla Ziemi izotop – hel-3. W przyszłości może stać się głównym źródłem paliwa do rozwoju reaktorów termojądrowych.

Obecnie trwają aktywne prace rozwojowe w dziedzinie przemysłowej produkcji metali, helu-3 i tlenu z księżycowego regolitu oraz odkryto tu rezerwy lodu wodnego. Głęboka próżnia i obecność taniej energii słonecznej otwierają nowe horyzonty w rozwoju takich gałęzi przemysłu jak obróbka metali, odlewnictwo czy elektronika. Warunki do tworzenia mikroelektroniki i obróbki metali na naszym naturalnym satelicie są korzystniejsze niż na Ziemi. Na naszej planecie duża ilość tlenu w atmosferze pogarsza jakość spawania i odlewania oraz utrudnia uzyskanie w dużych ilościach ultraczystych stopów i podłoży mikroukładów. Ponadto Księżyc jest interesujący jako miejsce do lokalizacji niebezpiecznych i szkodliwych gałęzi przemysłu.

Według wielu naukowców hel-3 to przyszłość ziemskiej energii, koszt za kilogram. Izotop ten wycenia się na milion dolarów, a jego zasoby na Księżycu szacuje się na miliony ton. Hel-3 można wykorzystać do rozpoczęcia reakcji termojądrowych. Zdaniem ekspertów, aby zapewnić energię ludności całej Ziemi, potrzeba rocznie 30 ton helu-3, którego koszt dostarczenia go z Księżyca na Ziemię będzie kilkadziesiąt razy niższy niż koszt obecnie wytwarzanej energii w elektrowniach jądrowych.

Księżyc jest także atrakcyjny dla badań naukowych z zakresu astronomii, planetologii, kosmologii, biologii kosmicznej i innych dyscyplin, a badanie skorupy Księżyca mogłoby pomóc w znalezieniu odpowiedzi na ważne pytania dotyczące powstawania i dalszego rozwoju naszego Układu Słonecznego. Niska grawitacja i brak atmosfery umożliwiają budowę na Księżycu obserwatoriów wyposażonych w teleskopy optyczne i radiowe, które będą w stanie uzyskać wyraźniejsze i bardziej szczegółowe obrazy odległych rejonów Wszechświata. Księżyc jest również interesujący jako obiekt turystyki kosmicznej. Jego dziwaczne, imponujące krajobrazy mogą przyciągnąć znaczną ilość środków na dalszy rozwój. Rozwój turystyki będzie wymagał rozwoju infrastruktury, a to z kolei zapewni penetrację ludzkości na Księżyc na większą skalę.

Rosyjski program księżycowy

W ramach rozwoju rosyjskiego programu kosmicznego do 2040 roku przewiduje się eksplorację Księżyca (2025-2030) i loty na Marsa (2035-2040). Współczesne zadanie eksploracji Księżyca dla Rosji to przede wszystkim budowa bazy księżycowej. Dlatego tak zakrojony na szeroką skalę program musi być realizowany w ramach współpracy wielu krajów. Pierwszy etap eksploracji Księżyca polega na wystrzeleniu satelity księżycowego Luna-Glob (2012). Zadaniem satelity jest okrążenie Księżyca i wskazanie najodpowiedniejszych punktów do lądowania łazików księżycowych oraz wybranie lokalizacji pod kompleksy inżynieryjno-naukowe, które staną się podstawą przyszłej bazy księżycowej. Dodatkowo musi wykonać zadanie zbadania jądra Księżyca za pomocą specjalnych urządzeń – penetratorów. W tej kwestii możliwa jest wspólna praca z Japonią, ponieważ ich specjaliści od dawna i całkiem skutecznie opracowują penetratory.

Drugi etap rozwoju zakłada dostarczenie na powierzchnię Księżyca laboratorium naukowego – łazika księżycowego – w celu przeprowadzenia szerokiej gamy różnorodnych eksperymentów naukowych; na tym etapie do współpracy mogą zostać włączone Indie, Chiny i kraje europejskie. Zakłada się, że Indie w ramach własnego programu Chandrayaan-2 stworzą rakietę i moduł lotu, a także zapewnią miejsce startu. Z kolei Rosja przejmie rozwój modułu lądowania, łazika księżycowego i sprzętu naukowego. W przyszłości na powierzchni Księżyca zostanie zbudowana automatyczna baza, która pozwoli rozwiązać szereg problemów w interesie załogowego programu księżycowego. I dopiero po 2026 roku ludzie ponownie polecą na Księżyc, a w latach 2027-2032 powstanie tu baza badawcza „Lunar Test Site”, która będzie gotowa na stałe przyjęcie astronautów.

Eksploracja Księżyca to badanie satelity Ziemi za pomocą statków kosmicznych i instrumentów optycznych.

Początkowo jedyną metodą badania Księżyca przez ludzkość była metoda wizualna. Wynalezienie teleskopu przez Galileusza w 1609 r. umożliwiło znaczny postęp w badaniach Księżyca za pomocą instrumentów optycznych. Sam Galileusz używał swojego teleskopu do badania gór i kraterów na powierzchni Księżyca. Badania nad satelitą Ziemi za pomocą statku kosmicznego rozpoczęły się 13 września 1959 r. wraz z lądowaniem radzieckiej stacji automatycznej Łuna-2 na powierzchni satelity. W 1969 roku człowiek wylądował na Księżycu i rozpoczęły się badania satelity z jego powierzchni.

Obecnie kilka potęg kosmicznych planuje wznowienie lotów załogowych na powierzchnię Księżyca i utworzenie baz księżycowych.

Starożytność i średniowiecze

Księżyc przyciąga uwagę ludzi od czasów starożytnych. W II wieku. pne mi. Hipparch badał ruch Księżyca po gwiaździstym niebie, określając nachylenie orbity Księżyca względem ekliptyki, wielkość Księżyca i jego odległość od Ziemi, a także zidentyfikował szereg cech ruchu.

Teoria uzyskana przez Hipparcha została następnie rozwinięta przez astronoma z Aleksandrii Klaudiusza Ptolemeusza w II wieku naszej ery. e., pisząc o tym książkę „Almagest”. Teoria ta była wielokrotnie udoskonalana, a w 1687 roku, po odkryciu przez Newtona prawa powszechnego ciążenia, z czysto kinematycznego, opisującego geometryczne właściwości ruchu, teoria stała się dynamiczna, uwzględniająca ruch ciał pod wpływem przyłożone do nich siły.

Wynalezienie teleskopów umożliwiło dostrzeżenie drobniejszych szczegółów płaskorzeźby Księżyca. Jedną z pierwszych map Księżyca sporządził Giovanni Riccioli w 1651 roku, nadał on także nazwy dużym ciemnym obszarom, nazywając je „morzami”, których używamy do dziś. Nazwy te odzwierciedlały utrwalony pogląd, że pogoda na Księżycu jest podobna do tej na Ziemi, a ciemne obszary rzekomo wypełnione są księżycową wodą, a jasne obszary uważa się za suchy ląd. Jednak w 1753 roku chorwacki astronom Ruđer Bošković udowodnił, że Księżyc nie ma atmosfery. Faktem jest, że gdy gwiazdy zakrywa Księżyc, natychmiast znikają. Gdyby jednak Księżyc miał atmosferę, gwiazdy stopniowo gasłyby. Oznaczało to, że satelita nie miał atmosfery. W tym przypadku na powierzchni Księżyca nie może być wody w stanie ciekłym, ponieważ natychmiast wyparowałaby.

Lekką ręką tego samego Giovanniego Riccioli zaczęto nadawać kraterom imiona znanych naukowców: od Platona, Arystotelesa i Archimedesa po Wernadskiego, Ciołkowskiego i Pawłowa.

XX wiek

Od początku ery kosmicznej nasza wiedza o Księżycu znacznie wzrosła. Znany był skład gleby księżycowej, naukowcy otrzymali jej próbki i opracowano mapę odwrotnej strony.

Po raz pierwszy radziecka automatyczna stacja międzyplanetarna Łuna-2 dotarła do Księżyca 13 września 1959 r. Pierwszy rzut oka na niewidoczną stronę Księżyca był możliwy w 1959 roku, kiedy przeleciała nad nim radziecka sonda Łuna 3 i sfotografowała część jego powierzchni niewidoczną z Ziemi. Umieszczone tu teleskopy optyczne nie musiałyby przebijać się przez gęstą atmosferę ziemską. A dla radioteleskopów Księżyc służyłby jako naturalna tarcza z litych skał o grubości 3500 km, która niezawodnie chroniłaby je przed wszelkimi zakłóceniami radiowymi z Ziemi. Pierwsze na świecie miękkie lądowanie na Księżycu miało miejsce 3 lutego 1966 roku przez radziecką sondę kosmiczną Łuna 9, która po raz pierwszy przesłała także obrazy powierzchni innego ciała niebieskiego.

Na początku lat sześćdziesiątych było oczywiste, że Stany Zjednoczone pozostają w tyle za ZSRR w eksploracji kosmosu. J. Kennedy powiedział, że człowiek wyląduje na Księżycu przed 1970 rokiem. Aby przygotować się do lotu załogowego, NASA ukończyła kilka programów AMS: Ranger (1961-1965, fotografia powierzchni), Surveyor (1966-1968, miękkie lądowanie i badania terenu) oraz Lunar Orbiter (1966-1967, szczegółowe obrazowanie powierzchni Księżyca). Również w latach 1965-1966 prowadzono projekt NASA MOON-BLINK mający na celu badanie niezwykłych zjawisk (anomalii) na powierzchni Księżyca. Prace wykonała firma Trident Engineering Associates (Annapolis, Maryland) na podstawie kontraktu NAS 5-9613 z dnia 1 czerwca 1965 z Goddard Space Flight Center (Greenbelt, Maryland).

Udana amerykańska misja załogowa na Księżyc została nazwana Apollo. Pierwszy na świecie przelot obok Księżyca miał miejsce w grudniu 1968 roku na załogowym statku kosmicznym Apollo 8. Po próbnym locie na Księżyc w maju 1969 roku bez lądowania na nim Apollo 10, pierwsze na świecie lądowanie na Księżycu odbyło się 20 lipca 1969 roku na statku Apollo 11 (pierwszą osobą, która 21 lipca postawiła stopę na powierzchni Księżyca, był Neil Armstrong, drugi – Edwin Aldrin, trzeci członek załogi Michael Collins pozostał w module orbitalnym); ostatnia szósta - w grudniu 1972 r. Zatem Księżyc jest jedynym ciałem niebieskim odwiedzanym przez człowieka i pierwszym ciałem niebieskim, którego próbki dostarczono na Ziemię (USA dostarczyły 380 kilogramów, ZSRR - 324 gramy księżycowej gleby).

Podczas awaryjnego lotu Apollo 13 nie doszło do lądowania na Księżycu. Podczas trzech ostatnich lotów programu wykorzystano księżycowe pojazdy elektryczne sterowane przez lądujących astronautów. Trzy dodatkowe loty w ramach programu (Apollo 18...20), które były w wysokim stopniu gotowości, zostały odwołane. Istnieją teorie spiskowe na temat tzw. „księżycowy spisek”, że lądowania na Księżycu były jedynie zainscenizowane, ale w rzeczywistości nie zostały przeprowadzone, lub że powyższe stanowiło celową dezinformację, a program Apollo został ograniczony w związku z odkryciem obecności obcych na Księżycu.

W związku z pojawiającą się luką w stosunku do Stanów Zjednoczonych, dwa radzieckie programy załogowe na Księżyc – przelot nad Księżycem L1 i lądowanie na Księżycu L3 – zostały zakończone na etapie testów lotów bezzałogowych statków kosmicznych bez osiągnięcia docelowego rezultatu. Również pierwszy na świecie szczegółowy projekt bazy księżycowej „Zvezda”, opracowany jako rozwinięcie programu L3, a proponowane kolejne projekty wypraw księżycowych L3M i LEK nie zostały zrealizowane. Spośród licznych stacji lądowania na Księżycu i stacji orbitalnych Księżyca „Luna” ZSRR zapewnił automatyczne dostarczanie na Ziemię próbek gleby księżycowej na pokładach AMS Łuna-16, Łuna-20, Łuna-24 oraz prowadził badania powierzchni Księżyca również przy użyciu dwóch radiotelefonów. sterowane pojazdy samobieżne - Łunochod, Łunochod-1, wystrzelone na Księżyc w listopadzie 1970 r. i Łunochod-2 - w styczniu 1973 r. Łunochod-1 działał przez 10,5 ziemskich miesięcy, Łunochod-2 - 4,5 ziemskich miesięcy (tj. 5 dni księżycowe i 4 noce księżycowe). Obydwa urządzenia zebrały i przesłały na Ziemię dużą ilość danych o księżycowej glebie oraz wiele zdjęć szczegółów i panoram księżycowego reliefu.

Po tym, jak ostatnia radziecka stacja Łuna-24 dostarczyła na Ziemię próbki gleby księżycowej w sierpniu 1976 r., kolejne urządzenie, japoński satelita Hiten, poleciał na Księżyc dopiero w 1990 r. Następnie wystrzelono dwa amerykańskie statki kosmiczne – Clementine w 1994 r. i Lunar Prospector w 1998 r.

XXI wiek

Po zakończeniu radzieckiego programu kosmicznego „Luna” i amerykańskiego „Apollo” eksploracja Księżyca za pomocą statków kosmicznych została praktycznie wstrzymana. Jednak na początku XXI wieku Chiny opublikowały swój program eksploracji Księżyca, który obejmował, po dostarczeniu łazika księżycowego i wysłaniu gleby na Ziemię, następnie wyprawy na Księżyc i budowę zamieszkałych baz księżycowych. Uważa się, że spowodowało to, że pozostałe mocarstwa kosmiczne ponownie uruchomiły programy księżycowe jako nowy „księżycowy wyścig o drugie miejsce”. Plany przyszłych wypraw księżycowych ogłosiły Rosja, Europa, Indie, Japonia, a prezydent George W. Bush ogłosił 14 stycznia 2004 r., że Stany Zjednoczone rozpoczynają szczegółowy program Constellation na dużą skalę, obejmujący stworzenie nowych pojazdów nośnych i załogowych statek kosmiczny zdolny do dostarczenia na Księżyc ludzi i dużych załogowych łazików księżycowych w celu założenia pierwszych baz księżycowych. Program Constellation Lunar został odwołany po 5 latach przez prezydenta Baracka Obamę.

28 września 2003 roku Europejska Agencja Kosmiczna wystrzeliła swoją pierwszą automatyczną stację międzyplanetarną (AMS), Smart-1. 14 września 2007 roku Japonia uruchomiła drugą stację eksploracji Księżyca, Kaguya. 24 października 2007 r. ChRL również przystąpiła do wyścigu księżycowego - wystrzelono pierwszego chińskiego satelitę księżycowego, Chang'e-1. Za pomocą tej i kolejnych stacji naukowcy tworzą trójwymiarową mapę powierzchni Księżyca, która w przyszłości może przyczynić się do realizacji ambitnego projektu kolonizacji Księżyca. 22 października 2008 roku wystrzelono pierwszego indyjskiego satelitę Chandrayaan-1. W 2010 roku Chiny wystrzeliły drugi AMS Chang'e-2.

Miejsce lądowania Apollo 17. Widoczny jest moduł zejścia, sprzęt badawczy ALSEP, ślady kół samochodów i ślady stóp astronautów.

18 czerwca 2009 r. NASA wystrzeliła satelitę Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) oraz satelitę do obserwacji i wykrywania kraterów Księżyca (LCROSS). Satelity mają za zadanie zbierać informacje o powierzchni Księżyca, wyszukiwać wodę i odpowiednie lokalizacje dla przyszłych wypraw księżycowych. Z okazji czterdziestej rocznicy lotu Apollo 11 automatyczna stacja międzyplanetarna LRO wykonała zadanie specjalne – fotografowała miejsca lądowań modułów księżycowych wypraw ziemskich. Między 11 a 15 lipca LRO wykonało i przesłało na Ziemię pierwsze w historii szczegółowe obrazy orbitalne samych modułów księżycowych, miejsc lądowania, elementów wyposażenia pozostawionego przez ekspedycje na powierzchni, a nawet ślady wózka, łazika i samych Ziemian. W tym czasie sfotografowano 5 z 6 lądowisk: wyprawy Apollo 11, 14, 15, 16, 17. Później sonda LRO wykonała jeszcze bardziej szczegółowe zdjęcia powierzchni, na których znalazły się nie tylko moduły lądowiska i wyposażenie ze śladami wyraźnie widoczny jest pojazd księżycowy, ale także ślady chodzenia samych astronautów. W dniu 9 października 2009 roku sonda LCROSS wraz z górnym stopniem Centaurus planowo spadły na powierzchnię Księżyca do krateru Cabeus, położonego około 100 km od południowego bieguna Księżyca, a zatem stale znajdującego się w głębokim cieniu. 13 listopada NASA ogłosiła, że w wyniku tego eksperymentu na Księżycu odkryto wodę.

Prywatne firmy zaczynają eksplorować Księżyc. Ogłoszono ogólnoświatowy konkurs Google Lunar X PRIZE mający na celu stworzenie małego łazika księżycowego, w którym bierze udział kilka zespołów z różnych krajów, w tym rosyjski Selenokhod. W 2014 roku pojawił się pierwszy prywatny przelot obok Księżyca AMS (Manfred Memorial Moon Mission). W planach jest organizacja turystyki kosmicznej z lotami dookoła Księżyca na rosyjskich statkach – najpierw na zmodernizowanym Sojuzie, a następnie na rozwijanym obiecującym uniwersalnym PTK NP (Rus).

Stany Zjednoczone będą kontynuować eksplorację Księżyca za pomocą stacji automatycznych GRAIL (wystrzelona w 2011 r.), LADEE (wystrzelona w 2013 r.) i innych. Chiny wystrzeliły swój pierwszy lądownik księżycowy, Chang'e 3, wraz z pierwszym łazikiem księżycowym w grudniu 2013 r. i swój pierwszy przelot obok Księżyca z pojazdem powrotnym w 2014 r., a ponadto planują pojazd do usuwania gleby z Księżyca do 2017 r., spodziewając się lotów załogowych około 2025 r. i budowę bazy księżycowej do 2050 r. Japonia ogłosiła przyszłą eksplorację Księżyca za pomocą robotów. Indie planują w 2017 r. misję swojego orbitera Chandrayaan-2 i małego łazika dostarczonego przez rosyjską sondę Luna-Resurs oraz dalszą eksplorację Księżyca aż do wypraw załogowych. Rosja po raz pierwszy uruchamia wieloetapowy program eksploracji Księżyca za pomocą automatycznych stacji „Luna-Glob” w 2015 r., „Luna-Resurs-2” i „Luna-Resurs-3” z łazikami księżycowymi w 2020 i 2022 r., „Luna-Resurs -4” na ziemi powrotnej zebranej przez łaziki księżycowe w 2023 r., a następnie planuje wyprawy załogowe w latach 30. XXI wieku.

Możliwe, że Księżyc może zawierać nie tylko srebro, rtęć i alkohole, ale także inne pierwiastki i związki chemiczne. Lód wodny i wodór cząsteczkowy znalezione przez misje LCROSS i LRO w księżycowym kraterze Cabeus wskazują, że Księżyc rzeczywiście posiada zasoby, które można wykorzystać w przyszłych misjach. Analiza danych topograficznych przesłanych przez sondę LRO oraz pomiary grawitacyjne Kaguya wykazały, że grubość skorupy po niewidocznej stronie Księżyca nie jest stała i zmienia się w zależności od szerokości geograficznej. Najgrubsze odcinki skorupy odpowiadają najwyższym wzniesieniom, co jest również typowe dla Ziemi, a najcieńsze znajdują się w subpolarnych szerokościach geograficznych.

Wniosek

47 lat, jakie minęło od pierwszego lądowania statku kosmicznego na Księżycu, przyniosło nauce wiele nowych, a czasem nieoczekiwanych rzeczy. Naukowcy - astronomowie, geolodzy, geofizycy, geochemicy - podsumowują teraz wyniki intensywnych wypraw księżycowych. Od miliardów lat stale oddalając się od Ziemi, w ostatnich latach Księżyc stał się bliższy i bardziej zrozumiały dla ludzi. Można zgodzić się z trafną uwagą jednego z wybitnych selenologów: „Księżyc z obiektu astronomicznego zamienił się w obiekt geofizyczny”.

Podniesiono kurtynę nad tajemnicami wczesnej młodości Księżyca, Ziemi i najwyraźniej wszystkich planet grupy ziemskiej, a jednocześnie nakreślono zarys ich odległej przyszłości. Wiele stało się jaśniejsze, ale wiele pozostaje ukryte we mgle niejednoznaczności - wszak danych wciąż jest mało, a odkrycia, jak to często bywa, zrodziły wiele nowych pytań.

Selenolodzy nie mają wątpliwości, że aktywność Księżyca, zarówno magmowa, jak i tektoniczna, była krótka i dotyczyła jedynie wczesnych etapów jego ewolucji, wciąż jednak toczy się gorąca dyskusja na temat kosmicznej „uwertury” – pochodzenia Księżyca. Chronologię pojawienia się mórz księżycowych udało się rzetelnie odtworzyć, lecz charakter „zakopanych” w nich maskotek nie jest jasny. Okazało się, że w górnych niejednorodnych warstwach Księżyca powstaje długotrwałe „dzwonienie sejsmiczne”, jednak zanikanie fal poprzecznych w środku promienia Księżyca pozostaje tajemnicą. Na Księżycu nie odkryto żadnego dipola magnetycznego, ale wysokie namagnesowanie szczątkowe skał księżycowych wskazuje, że istniał on dawno temu.

Ziemia i Księżyc są podobne pod wieloma podstawowymi cechami i najwyraźniej są „kosmicznymi krewnymi”. Dotyczy to przede wszystkim ich powstawania i początkowego etapu ewolucji, podobnego składu chemicznego tych ciał niebieskich oraz warstwowej budowy ich wnętrz. Jednak pod wieloma względami to „pokrewieństwo” okazało się bardzo odległe. Ziemia jest pełna „burz tektonicznych”, Księżyc jest pasywny i niesejsmiczny. „Życie tektoniczne” Ziemi, a nawet charakter jej powierzchni w dużej mierze zdeterminowane są przyczynami wewnętrznymi, podczas gdy na Księżycu mają one głównie pochodzenie zewnętrzne – kosmiczne.

Różne etapy „życia planetarnego” Ziemi pozostawiły na niej nowe formy fauny i flory, nowe pasma górskie, pęknięcia, dryfujące kontynenty i kataklizmy trzęsień ziemi. Chronologia ewolucji Księżyca jest związana z uderzeniami meteorytów i w dodatku ogranicza się do pierwszych 1,5 miliarda lat i od tego czasu na Księżycu zapanował „spokój” tektoniczny.

Czy Ziemianie naprawdę muszą badać Księżyc i czy nie na próżno wydali swoje wysiłki na loty kosmiczne bezprecedensowe w historii ludzkości - w końcu wydobywanie księżycowych „zasobów mineralnych” jest wyraźnie nieopłacalne? Nie, nie na próżno! Księżyc nagrodził dociekliwych i odważnych astronautów oraz organizatorów lotów kosmicznych, a wraz z nimi wszystkich ludzi na Ziemi. Przez „pokryte kraterami, zakurzone okno księżycowe” wiele ziemskich problemów stało się wyraźniejszych. Znaleziono na przykład najstarszy „kamień” w Układzie Słonecznym i określono jego wiek. Karty „przedgeologicznej” historii Ziemi zostały nieco otwarte, ponieważ powierzchnia Księżyca, nietknięta wiatrami i wodami, ukazuje wygląd najstarszej płaskorzeźby Ziemi.

Księżyc jest idealnym modelem do badania roli czynników kosmicznych w planetotektonice. Znajomość wzorców pływowych trzęsień księżyca pomoże w przeprowadzeniu sejsmicznych przewidywań trzęsień ziemi. W oparciu o dane księżycowe można udoskonalić metody obserwacji geofizycznych i modele ich interpretacji.

Badania struktury Księżyca trwają - wahadła sejsmometrów drżą z czułością, a pod mikroskopami naukowców znajdują się próbki gleby z południowych obrzeży Morza Kryzysu, dostarczone przez Luna-24. Wspólna analiza Ziemi i Księżyca kładzie podwaliny pod nowy etap w planetologii porównawczej. Obecne i przyszłe loty statków kosmicznych na planety ziemskie powinny uzupełniać i wyjaśniać wzorce dotyczące pochodzenia, struktury wewnętrznej i ewolucji planet i ich satelitów.

Bibliografia:

1) „Planeta Ziemia. Encyklopedia". Fiona Watt, Felicity Brooks, Richard Spurgeon;

2) podręcznik „Astronomia 11. klasa” N.P. Prishlyaka;

3) https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B5%D0%BC%D0%BB%D1%8F;

4) http://schools.keldysh.ru/school1413/astronom/NikLSite/luna/fizich.htm;

5) http://www.krugosvet.ru/node/36284 ;

Od 50 lat badacze i grupy naukowe z całego świata pragną poznać szczegółowe informacje na temat konkretnej planety. To nie przypadek, ponieważ wielu marzy o poznaniu pochodzenia i znaczenia innych planetoid i ciał niebieskich. Czym jest gleba księżycowa i jak wygląda? Tego i wiele więcej dowiesz się czytając ten artykuł.

Ogólne informacje o satelicie Ziemi

Nie jest tajemnicą, że Księżyc jest naturalnym satelitą naszej planety. Jest jedną z najjaśniejszych na ziemskim niebie. Odległość między Ziemią a jej naturalnym satelitą wynosi ponad 300 tysięcy kilometrów. Co zaskakujące, Księżyc jest jedynym obiektem poza Ziemią, który odwiedził człowiek.

Ziemię i Księżyc często nazywa się parami niebieskimi. Wynika to z faktu, że ich masa i rozmiar są dość podobne. Badania na Księżycu przeprowadzono kilka razy. Udowodniono, że działa tam siła ciężkości. Na powierzchni naturalnego satelity można łatwo przewrócić mały samochód.

Wiele osób interesuje się tym, czym naprawdę jest Księżyc. Krąży wokół Ziemi. W zależności od położenia naturalnego satelity widać to zupełnie inaczej. Księżyc wykonuje pełny okrąg wokół Ziemi w ciągu 27 dni.

Każdy z nas widział ciemniejsze lub bardziej niebieskie obszary na Księżycu. Co to jest naprawdę? Wiele lat temu uważano, że jest to tzw. koncepcja ta istnieje do dziś. Ale w rzeczywistości są to skamieniałe obszary, przez które wcześniej wybuchła lawa. Według badań wydarzyło się to wiele miliardów lat temu. Zastanówmy się poniżej, jak nazywa się gleba księżycowa.

W 1897 roku amerykański geolog po raz pierwszy użył terminu „regolit”. Dziś służy do oznaczania gleby księżycowej.

Kolor regolitu

Regolit to gleba księżycowa. Jest badany od wielu lat. Głównym pytaniem, na które próbują odpowiedzieć badacze naukowi z całego świata, jest to, czy na takiej glebie można cokolwiek wyhodować.

Jaka gleba? Każdy z nas może śmiało powiedzieć, że księżyc ma srebrno-żółty kolor. Dokładnie tak to widzimy z naszej planety. Jednak to wcale nie jest prawdą. Według naukowców gleba księżycowa ma ciemnobrązowy kolor zbliżony do czarnego. Należy zauważyć, że aby określić kolor gleby na terytorium naturalnego satelity, nie należy polegać na wykonanych tam zdjęciach. Nie jest tajemnicą, że aparaty nieco zniekształcają rzeczywisty kolor.

Grubość gleby na Księżycu

Najwyższa warstwa Księżyca jest regolityczna. Badania gruntu są ważne przy tworzeniu rysunków i dalszej budowie podstaw. Uważa się, że gleba księżycowa powstaje w wyniku wypełnienia starych kraterów nowo powstałymi. Grubość gleby oblicza się na podstawie stosunku głębokości tzw. Morza i jego luźnej części. Obecność kamieni w kraterze jest związana z zawartością formacji skalnych. Dzięki informacjom zawartym w artykule możemy stwierdzić, że grubość warstwy regolitu na Księżycu różni się w zależności od badanego obszaru.

Niestety dzisiaj nie da się zbadać całej powierzchni Księżyca. Niemniej jednak istnieją już metody, które umożliwiają badanie dość dużego obszaru naturalnego satelity.

Skład chemiczny

Gleba księżycowa zawiera dużą liczbę mikroelementów chemicznych. Należą do nich krzem, tlen, żelazo, tytan, aluminium, wapń i magnez. Informacje uzyskano metodami teledetekcyjnymi i warto zaznaczyć, że istnieje kilka sposobów badania gleby księżycowej. Ich głównym problemem jest podział uwagi ze względu na wiek regolitu i jego skład.

Negatywne skutki pyłu księżycowego na organizm ludzki

Naukowcy z Narodowej Agencji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej badają zalety i wady planowanej eksploracji i przeniesienia na Księżyc. Udowodnili, że pył księżycowy jest niezwykle niebezpieczny dla organizmu ludzkiego. Wiadomo, że raz na dwa tygodnie uruchamiane są tzw. Naukowcy udowodnili również, że regularne wdychanie pyłu księżycowego może prowadzić do poważnych chorób.

Na powierzchni płuc znajdują się specjalne włókna, na których gromadzi się cały pył. Następnie organizm pozbywa się go poprzez kaszel. Warto zaznaczyć, że zbyt małe cząstki nie przyczepiają się do włókien. Organizm ludzki nie jest przystosowany do negatywnego działania pyłu księżycowego ze względu na jego niewielkie rozmiary. Naukowcy uważają, że czynnik ten należy wziąć pod uwagę przy opracowywaniu i budowaniu baz na powierzchni naturalnego satelity.

Negatywny wpływ pyłu, który wywołuje burze na powierzchni naturalnego satelity, potwierdziła ekspedycja księżycowa Apollo 17. Jeden z astronautów, który był jego częścią, po pewnym czasie spędzonym na Księżycu zaczął narzekać na zły stan zdrowia i gorączkę. Stwierdzono, że pogorszenie stanu zdrowia było związane z wdychaniem pyłu księżycowego, który wraz ze skafanderami dostał się na pokład. Astronauta nie spotkał się z komplikacjami dzięki zainstalowanym na statku filtrom, które w możliwie najkrótszym czasie oczyściły powietrze.

Odkrywanie ciemnej strony

Niedawno Chiny przedstawiły światu swój plan eksploracji powierzchni Księżyca. Według wstępnych danych, za dwa lata na naturalnym satelicie zostanie zainstalowane nowe urządzenie astronomiczne, które umożliwi przeprowadzenie szeregu badań. Osobliwością jest to, że będzie zlokalizowany po ciemnej stronie Księżyca. Urządzenie będzie badało warunki geologiczne panujące na powierzchni naturalnego satelity.

Kolejnym punktem planu jest lokalizacja radioteleskopu. Obecnie transmisje radiowe z Ziemi nie są dostępne po ciemnej stronie satelity.

Substancje organiczne w glebie księżycowej

Po jednej z misji Apollo odkryto, że przywieziona z wyprawy gleba księżycowa zawierała substancje organiczne, czyli aminokwasy. Nie jest tajemnicą, że to właśnie one biorą udział w tworzeniu białek i są ważnym czynnikiem w rozwoju wszystkich żywych organizmów na Ziemi.

Naukowcy udowodnili, że gleba księżycowa nie nadaje się do rozwoju wszystkich znanych nam form życia. Istnieją cztery wersje wyglądu aminokwasów w składzie gleby księżycowej. Według naukowców mogłyby wylądować na Księżycu, dostarczone z Ziemi wraz z astronautami. Według innych wersji są to emisje gazów, wiatr słoneczny i asteroidy.

Po przeprowadzeniu szeregu badań naukowcy udowodnili, że najprawdopodobniej aminokwasy przedostały się do gleby księżycowej w wyniku zanieczyszczeń z Ziemi, co również przyczyniło się do tego na powierzchni naturalnego satelity.

Pierwsze loty na Księżyc

W styczniu 1959 roku w Związku Radzieckim zrealizowano projekt, w ramach którego automatyczna stacja międzyplanetarna Luna-1 znalazła się na torze lotu na Księżyc. Jest to pierwsze urządzenie, które osiągnęło prędkość ucieczki.

Już we wrześniu wystrzelono automatyczną stację międzyplanetarną Luna-2. W przeciwieństwie do pierwszego dotarł do ciała niebieskiego i dostarczył tam także proporzec z wizerunkiem herbu ZSRR.

Niecały miesiąc później w kosmos wystrzelono trzecią automatyczną stację międzyplanetarną. Jej waga przekroczyła 200 kilogramów. Na jego ciele znajdowały się panele słoneczne. W ciągu pół godziny stacja automatycznie wykonała ponad 20 zdjęć Księżyca za pomocą wbudowanego aparatu. Dzięki temu ludzkość po raz pierwszy zobaczyła drugą stronę naturalnego satelity. To właśnie w październiku 1959 roku ludzie dowiedzieli się, czym naprawdę jest Księżyc.

Magma na powierzchni ciała niebieskiego

Jedno z najnowszych badań Księżyca ujawniło pod jego górną warstwą kanały z zamarzniętą magmą. Naukowcy twierdzą, że dzięki takiemu znalezisku możliwe jest poznanie prawdziwego wieku naszego naturalnego satelity. Warto zaznaczyć, że współcześnie chronologia nie jest znana.

Grubość skorupy księżycowej wynosi 43 kilometry. Ostatnie badania Księżyca wykazały, że jest on usiany podziemnymi kanałami. Naukowcy sugerują, że powstały niemal natychmiast po pojawieniu się naturalnego satelity. Prawie wszystkie kanały są wypełnione zastygłą magmą. W ich lokalizacjach występują wyższe pola grawitacyjne. Według wstępnych danych wiek podziemnych kanałów wynosi ponad cztery miliardy lat. Odkrycie to stanowi impuls do dalszych badań nad naturalnym satelitą.

Sprzedaż ziemi na Księżycu

Ostatnio pojawiło się wiele agencji oferujących zakup próbek księżycowej gleby lub nawet zakup działki na innej planecie. Agenta, który może świadczyć Ci takie usługi, można znaleźć w absolutnie każdym kraju. Nie jest tajemnicą, że gwiazdy i politycy uwielbiają kupować ziemię na innych planetach i ciałach niebieskich. W naszym artykule dowiesz się, czy warto kupić działkę na Księżycu, czy też jest to kolejny wymysł oszustów.

Obecnie istnieje wiele agencji oferujących każdemu, kto chce kupić działkę na Księżycu lub paszport księżycowy. Twierdzą, że po pewnym czasie ludzkość będzie mogła z łatwością poruszać się po przestrzeniach kosmicznych i podróżować do tego czy innego ciała niebieskiego. Dlatego zdaniem agentów kupno działki jest dziś opłacalne i wygodne.

Sprzedaż działek na innych planetach i ciałach niebieskich rozpoczęła się 30 lat temu. Następnie Amerykanin Dennis Hope znalazł braki w prawie międzynarodowym i ogłosił się właścicielem wszystkich ciał niebieskich krążących wokół Słońca. Złożył wniosek o rejestrację majątku i poinformował o tym wszystkie stany. Kolejnym krokiem była rejestracja własnej agencji. Na terytorium Federacji Rosyjskiej zarejestrowanych jest ponad 100 właścicieli działek na Księżycu.

W rzeczywistości agencja Dennisa Hope'a została zarejestrowana w Nevadzie. W tym stanie obowiązuje ogromna liczba przepisów, które pozwalają wystawić dowolny dokument na określoną kwotę. Tym samym Dennis Hope nie sprzedaje prawa własności, ale najzwyklejszą, pięknie zaprojektowaną makulaturę. Na tej podstawie żadna osoba nie może rościć sobie prawa do działki na Księżycu. Potwierdza to projekt ustawy przyjęty 27 stycznia 1967 r. Po przeanalizowaniu wszystkich informacji zawartych w naszym artykule możemy stwierdzić, że zakup działki na Księżycu to strata pieniędzy.

Podsumujmy to

Księżyc to naukowcy badają go od wielu lat. W tym czasie odkryli, że Księżyc ma identyczną wielkość jak nasza planeta, a pył księżycowy jest niezwykle niebezpieczny dla zdrowia. Obecnie kupowanie działek na terytorium naturalnego satelity jest dość popularne. Nie zalecamy jednak dokonywania takiego zakupu, gdyż jest to strata pieniędzy.

Od wystrzelenia pierwszego satelity Ziemi do rozpoczęcia eksploracji Księżyca przez statek kosmiczny minęło niecałe półtora roku. I nie jest to zaskakujące, skoro Księżyc jest obiektem najbliższym Ziemi i obiektem bardzo nietypowym dla Układu Słonecznego: stosunek masy Ziemi do Księżyca przewyższa wszystkie inne satelity planetarne i wynosi 81/1 - najbliższy taki wskaźnik to tylko 4226/ 1 dla gromady Saturna/Tytanu.

Ze względu na fakt, że aktywność wulkaniczna na Księżycu szybko zanikła (ze względu na jego stosunkowo niewielką masę), jego powierzchnia jest bardzo stara i szacowana jest na prawie 4,5 miliarda lat, a brak atmosfery prowadzi do gromadzenia się na powierzchni meteorytów których wiek i skład mogą osiągnąć, a nawet przekroczyć wiek samego Układu Słonecznego. Wszystko to, oprócz bliskości Księżyca, wzbudziło wśród ludzi aktywne zainteresowanie naukowe i chęć jego zbadania: łączna liczba statków kosmicznych wysłanych w celu jego zbadania (w tym nieudanych misji) przekracza już 90 sztuk. I dzisiaj porozmawiamy o całej ich różnorodności.

Pierwsze kroki

Pierwsze badania Księżyca rozpoczęły się dość słabo zarówno w ZSRR, jak i w USA: tylko czwarty z serii pojazdów wystrzelonych na Księżyc (odpowiednio Luna-1 i Pioneer-3) zakończył się choćby częściowym sukcesem. Nie było to zaskakujące, ponieważ eksploracja Księżyca rozpoczęła się w czasie, gdy zarówno oni, jak i my mieliśmy na swoim koncie kilka udanych wystrzeleń satelitów, więc niewiele wiedziano o warunkach panujących w przestrzeni kosmicznej. Dodajmy do tego ograniczone trudności techniczne, które w tamtym czasie nie pozwalały na wypchanie statku kosmicznego mnóstwem czujników, jak to jest możliwe obecnie (więc czasami można było tylko domyślać się przyczyn wypadku) - i można sobie wyobrazić warunki, w jakich projektanci statków kosmicznych czasami musieli pracować.

Dyskusja na temat awarii stacji Łuna-8 z książki „Korolew: fakty i mity” Y. K. Golovanova, dziennikarza, który prawie został astronautą:

Pierwszy sztuczny satelita Ziemi (po lewej) i stacja Luna-1 (po prawej)

Ten sam kulisty kształt, te same cztery anteny... ale tak naprawdę oba satelity niewiele miały ze sobą wspólnego: Sputnik 1 miał tylko nadajnik radiowy, podczas gdy na Łunie 1 zainstalowano już kilka instrumentów naukowych. Z ich pomocą po raz pierwszy ustalono, że Księżyc nie ma pola magnetycznego i po raz pierwszy zarejestrowano wiatr słoneczny. Również podczas jej lotu przeprowadzono eksperyment mający na celu stworzenie sztucznej komety: w odległości około 120 tys. km od Ziemi ze stacji wypuszczono chmurę par sodu o masie około 1 kg, którą zarejestrowano jako obiekt 6. ogrom.

Stacja Łuna-1 składa się z bloku „E” – trzeciego stopnia rakiety nośnej Wostok-L, za pomocą którego wystrzelono także stacje Łuna-2 i Łuna-3.

Film poświęcony stacji Łuna-1

Początkowo Łuna-1 miała rozbić się na powierzchni, jednak w trakcie przygotowań do lotu nie wzięto pod uwagę opóźnienia sygnału z MCC do urządzenia (wówczas stosowano sterowanie radiowe z ziemi). a silniki odpaliły nieco później niż było to konieczne, spowodowały przekroczenie dystansu 6 tys. km – co cóż, „nauka o rakietach” nigdy nie była prostą sprawą…

3 marca 1959 roku amerykański aparat Pioneer-4 został wysłany tym samym torem lotu z zestawem drugiej prędkości kosmicznej. Jego celem było zbadanie Księżyca z trajektorii przelotu, jednak błąd wynoszący aż 60 tys. km spowodował, że czujnik fotoelektryczny nie był w stanie wykryć Księżyca i sfotografowanie go nie powiodło się, jednak licznik Geigera ustalił, że okolice Księżyca nie różniły się poziomem promieniowania od ośrodka międzyplanetarnego.

Montaż aparatu Pioneer-3 - kompletny analog Pioneera-4

12 września 1959 roku uruchomiono stację Łuna-2. Oprócz uderzenia w Księżyc otrzymała dodatkowe zadanie - dostarczenie proporczyka ZSRR na Księżyc. W tym czasie nie były jeszcze gotowe systemy orientacji i korekcji orbity, więc spodziewano się, że uderzenie będzie poważne – przy prędkości ponad 3 km/s. Twórcy urządzenia zastosowali dwa triki techniczne: 1) proporczyki umieszczono na powierzchni dwóch kulek o średnicy około 10 i 15 cm:

Po „dotknięciu” Księżyca ładunek wybuchowy znajdujący się wewnątrz tych kulek eksplodował, co pozwoliło niektórym proporczykom zmniejszyć prędkość względem Księżyca.

2) Innym rozwiązaniem było zastosowanie taśmy aluminiowej o długości 25 cm, na którą naniesiono napisy. Sama taśma została umieszczona w trwałej obudowie wypełnionej płynem o gęstości zbliżonej do taśmy, a ta z kolei obudowa została umieszczona w mniej wytrzymałej. W momencie uderzenia łuska zewnętrzna uległa zmiażdżeniu i pochłonęła energię uderzenia. Płyn służył jako dodatkowy amortyzator i pozwalał mieć pewność co do bezpieczeństwa taśmy. Cała ta konstrukcja została umieszczona na trzecim stopniu rakiety, która umieściła stację na torze lotu na Księżyc. Odnotowano fakt, że stacja i ostatni etap uderzyły w Księżyc, ale nic nie wiadomo o tym, jak dobrze zachowały się proporczyki. Być może w przyszłości ekspedycja historyków astronautyki będzie w stanie odpowiedzieć na to pytanie.

Do 7 października 1959 r. uzyskano pierwsze zdjęcia niewidocznej strony Księżyca za pomocą stacji Luna-3, która wystartowała 4 października, podobnie jak wszystkie inne misje programu Luna, z Bajkonuru. Ważył 287 kilogramów i był już wyposażony w pełnoprawny system orientacji Słońca i Księżyca, zapewniający dokładność podczas strzelania na poziomie 0,5 stopnia. Stacja po raz pierwszy zastosowała wspomaganie grawitacyjne:

Trajektoria lotu stacji Łuna-3 - trajektoria ta została obliczona pod kierownictwem Keldysza, aby zapewnić, że stacja po powrocie na Ziemię przeleci nad terytorium ZSRR. Następny manewr ze wspomaganiem grawitacyjnym wykona dopiero Mariner 10, lecący w pobliżu Wenus 5 lutego 1974 roku.

Ciekawy był sposób realizacji zdjęć: najpierw zdjęcia wykonywano przy użyciu sprzętu fotograficznego, następnie film wywoływano i digitalizowano za pomocą kamery z wiązką podróżną, po czym przesyłano go na Ziemię. Aby uniknąć ryzyka awarii urządzenia przed powrotem na Ziemię (lot na Księżyc i z powrotem trwał ponad tydzień), zapewniono dwa tryby komunikacji: powolny (kiedy urządzenie znajdowało się w pobliżu Księżyca, daleko od stacji odbiorczej) i szybki (do komunikacji, gdy urządzenie przelatywało nad ZSRR). Decyzja o powieleniu systemów łączności okazała się jak najbardziej słuszna – stacja była w stanie przesłać tylko 17 z 29 wykonanych zdjęć, po czym połączenie z nią zostało zerwane i nie było już możliwości jego przywrócenia.

Pierwsza na świecie fotografia niewidocznej strony Księżyca. Zdjęcie było przeciętnej jakości ze względu na zakłócenia w transmisji sygnału. Ale kolejne zdjęcia były już dużo lepsze:

W rezultacie, korzystając z tych 17 zdjęć, byliśmy w stanie skonstruować dość szczegółową mapę:

Zdjęcia widocznej strony Księżyca w wysokiej rozdzielczości wykonał wystrzelony 28 lipca 1964 roku Ranger 7. Ponieważ taki był jedyny cel tego urządzenia, na pokładzie zainstalowano aż 6 kamer telewizyjnych, które zdołały przesłać 4300 zdjęcia Księżyca z ostatnich 17 minut lotu przed zderzeniem.

Proces zbliżania się do Księżyca (przyspieszony film)

Zdjęcia prowadzono aż do zderzenia, jednak ze względu na dużą prędkość stacji względem Księżyca ostatnie zdjęcie zostało wykonane z wysokości około 488 metrów i nie zostało w pełni przesłane:

Ranger 8 i Ranger 9 zostały wystrzelone dokładnie w tym samym celu (odpowiednio 17 lutego i 21 marca 1965).

Lepsze zdjęcia odległej strony Księżyca uzyskała stacja Zond-3 wystrzelona 18 lipca 1965 roku. Początkowo stacja ta była przygotowywana wspólnie z Sonda 2 do lotu na Marsa, jednak z powodu problemów przeoczono okno startowe i Sonda 3 okrążyła Księżyc. Aby przetestować nowy system komunikacji, zdjęcia otrzymane przez stację były kilkakrotnie przesyłane na Ziemię.

Zdjęcie wykonane przez Zond-3

Miękkie lądowanie i dostarczanie gleby

Zadanie miękkiego lądowania na Księżycu było znacznie trudniejsze i zostało wykonane dopiero 3 lutego 1966 roku przez wystrzeloną 31 stycznia stację Łuna-9. Urządzenie miało dość złożoną konstrukcję:

W związku z tym, że o powierzchni Księżyca nie było nic wiadomo, proces lądowania był dość skomplikowany:

Złożoność systemu lądowania nie pozostała niezauważona: ze stacji lądowania o masie 1,5 tony pozostał ALS ważący zaledwie 100 kg, który na powierzchni wyglądał mniej więcej tak:

Ponieważ oświetlenie Księżyca zmienia się niezwykle wolno (Księżyc obraca się tylko o 1° względem Słońca w ciągu 2 godzin), zdecydowano się zastosować optyczno-mechaniczny system obrazowania, który był znacznie bardziej niezawodny, lżejszy i zużywał mniej energii. Jego niska prędkość działania okazała się nawet zaletą – do transmisji danych wystarczał powolny kanał komunikacyjny, więc ALS mógł sobie poradzić z antenami dookólnymi.

Pierwszą fotografią powierzchni Księżyca była okrągła panorama o rozdzielczości 500 na 6000 pikseli; wykonanie jednego zdjęcia zajmowało 100 minut. Kamera telewizyjna miała kąt widzenia 29° w pionie, dodatkowo konstrukcja urządzenia przewidywała jej nachylenie o 16° w stosunku do pionu terenu – tak, aby mogła uchwycić zarówno odległą panoramę, jak i mikrorelief pobliskiej powierzchni:

Kliknij na pełną panoramę Księżyca. Można zobaczyć dodatkowe zdjęcia konstrukcji stacji, a samo filmowanie kamerą wyglądało tak:

W tej chwili pasjonaci z NASA będą szukać bloku lotu i pozostałości pneumatycznego amortyzatora stacji, korzystając ze zdjęć LRO (samo urządzenie jest zbyt małe, aby je zobaczyć - na zdjęciach LRO powinno wyglądać jak 2 * 2 piksele ).

Amerykanom udało się wylądować lądownik Surveyor-1 już 2 czerwca (4 miesiące po naszej stacji). Zainstalowano na nim wiele czujników:

Urządzenie samo lądowało z trajektorii lotu, dlatego zainstalowano na nim przyrządy służące do tego celu: silnik główny (zrzucony na wysokości 10 km), silniki sterowe oraz wysokościomierz/czujnik prędkości. Podpory lądowania zostały wykonane z aluminium o strukturze plastra miodu, aby złagodzić uderzenie podczas lądowania. Wśród docelowego wyposażenia urządzeń znalazła się kamera telewizyjna, czujnik do analizy światła odbitego od powierzchni (w celu określenia składu chemicznego gleby) oraz czujniki do określenia temperatury powierzchni. Począwszy od trzeciego aparatu zainstalowano także próbnik, za pomocą którego wykonywano rowy w celu określenia właściwości gleby. Spośród 7 inspektorów wysłanych na Księżyc przed lutym 1968 r. dwóch rozbiło się podczas hamowania w pobliżu Księżyca, a pozostałych 5 wylądowało i zakończyło swoje zadania polegające na badaniu Księżyca.

31 marca 1966 roku wystrzelono stację Łuna-10, która 3 kwietnia po raz pierwszy w historii weszła na orbitę naszego satelity. Miał spektrometr gamma, magnetometr, detektor meteorytów i instrument do badania wiatru słonecznego i promieniowania podczerwonego Księżyca. Prowadzono także badania anomalii grawitacyjnych Księżyca (maskonów). Całkowity czas trwania misji wyniósł około 3 miesięcy. W tym samym celu uruchomiono stacje Łuna-11 i Łuna-12 (odpowiednio 24 sierpnia i 22 października).

Widok ogólny stacji wraz ze stopniem przesiadkowym i jej projekt. Ten stopień przeładunkowy zastosowano także na stacjach od Łuny-4 do Łuny-9 włącznie.

Od 10 sierpnia 1966 roku na Księżyc wysłano pięć urządzeń z serii Lunar Orbiter. Podobnie jak stacje radzieckie, do filmowania używali kliszy fotograficznej. Ponieważ wystrzelono je już w ramach przygotowań programu Apollo, kartografia Księżyca obejmowała przede wszystkim zdjęcia przyszłych miejsc lądowania modułów księżycowych. Ich czas działania wynosił niecałe dwa tygodnie, zdjęcia miały rozdzielczość aż 20 metrów i obejmowały 99% całej powierzchni Księżyca, a zdjęcia wykonano dla 36 potencjalnych lądowisk z rozdzielczością 2 metrów.

Samo urządzenie było dość duże: przy całkowitej masie konstrukcji wynoszącej zaledwie 385,6 kg, rozpiętość paneli słonecznych wynosiła 3,72 m, a antena kierunkowa miała średnicę 1,32 m. Sprzęt fotograficzny posiadał dwa obiektywy umożliwiające jednoczesne wykonywanie zdjęć szerokokątnych i wysokiej rozdzielczości. System ten został opracowany przez firmę Kodak w oparciu o systemy rozpoznania optycznego samolotów U-2 i SR-71.

Dodatkowo posiadali detektory mikrometeorytów i latarnię radiową do pomiaru warunków grawitacyjnych w pobliżu Księżyca (za pomocą której obserwowano także maskony). Zagrażali bezpieczeństwu astronautów, gdyż lądowanie bez uwzględnienia ich w obliczeniach mogłoby spowodować odchylenie o 2 km zamiast standardowych 200 m. Żmudne badanie orbit urządzeń umożliwiło zmierzenie wpływ maskonów i zwiększyć dokładność lądowania - Apollo 12 był już w stanie wylądować z odchyleniem zaledwie 163 metrów od celu.

19 lipca 1967 r., równolegle z programami Surveyor i Lunar Orbiter, wystrzelono Explorer-35, który działał na orbicie Księżyca przez 6 lat – do 24 czerwca 1973 r. Urządzenie miało za zadanie badać pole magnetyczne, skład warstw powierzchniowych Księżyca (na podstawie odbitego sygnału elektromagnetycznego), rejestrować cząstki jonizujące, mierzyć charakterystykę mikrometeorytów (pod względem prędkości, kierunku i momentu obrotowego), a także badać wiatr słoneczny.

Kolejnym radzieckim statkiem kosmicznym wycelowanym w Księżyc był Zond 5, wystrzelony 15 września 1968 roku. Urządzeniem był statek kosmiczny Sojuz 7K-L1 wystrzelony przez rakietę nośną Proton i miał latać wokół Księżyca. Oprócz testowania samego statku miał on także cel naukowy: przewoził na pokładzie pierwsze żywe istoty, które przeleciały wokół Księżyca 3 miesiące przed Apollo 8 – były to dwa żółwie, muszki owocowe i kilka gatunków roślin. Po okrążeniu Księżyca moduł zniżający rozbił się w wodach Oceanu Indyjskiego:

Oprócz problemów z przeciążeniami podczas lądowania, lot przebiegł pomyślnie, dlatego kolejna sonda Zond-6 (wystrzelona 10 listopada 1968 r.) wylądowała nie w morzu, a na zwykłym lądowisku na terytorium ZSRR. Niestety, podczas etapu zejścia ze spadochronem uległ wypadkowi: zostali oni zestrzeleni na wysokości około 5 km zamiast obliczonego momentu tuż przed dotknięciem ziemi, a wszystkie znajdujące się na pokładzie obiekty biologiczne (które w tym lot) zmarł. Zachował się jednak film z czarno-białymi i kolorowymi fotografiami Księżyca.

Dokonano dwóch kolejnych udanych wystrzeleń tego statku kosmicznego: Zond 7 i Zond 8 (odpowiednio 8 sierpnia 1969 i 20 października 1970), zakończonych sukcesem powrotami pojazdów opadających.

13 lipca 1969 roku (trzy dni przed startem Apollo 11) wystrzelono stację Łuna 15, która miała dostarczyć na Ziemię próbki gleby księżycowej, zanim Amerykanie zdążyli to zrobić. Jednak podczas hamowania Luna straciła z nią kontakt. W rezultacie pierwszą automatyczną stacją dostarczającą próbki gleby księżycowej była Łuna-16, wystrzelona 12 września 1970 r.:

20 września ważący 1880 kilogramów lądownik dotarł na powierzchnię Księżyca. Próbkę pobrano za pomocą wiertła, które w ciągu 7 minut osiągnęło głębokość 35 cm i usunęła 101 gramów gleby księżycowej. Następnie pojazd powrotny o masie 512 kg został wystrzelony z Księżyca i już 24 września próbki na 35-kilogramowym pojeździe zjazdowym wylądowały na terytorium Kazachstanu.

Do dostarczania ziemi księżycowej wysłano także stacje Łuna-20 i Łuna 24 (uruchomione 14 lutego 1972 r. i 9 sierpnia 1976 r., dostarczające odpowiednio 30 i 170 gramów gleby). Łunie 24 udało się pozyskać próbki gleby z głębokości 1,6 m. Niewielka część księżycowej gleby została przeniesiona do NASA w grudniu 1976 roku. Stacja Luna-24 stała się ostatnim statkiem kosmicznym na następne 37 lat, który wykonał miękkie lądowanie na Księżycu – aż do lądowania chińskiego „Jadeitowego Zająca”.

Łunochody i końcowy etap pierwszego etapu badań

Wystrzelona 10 listopada 1970 roku stacja Łuna-17 dostarczyła pierwszy na świecie łazik planetarny: Łunochod-1, który działał na powierzchni przez 301 dni. Wyposażony był w dwie kamery telewizyjne, 4 telefotometry, spektrometr rentgenowski i teleskop rentgenowski, licznik kilometrów-penetrometr, detektor promieniowania i reflektor laserowy.

W trakcie swojej pracy przebył ponad 10 km, przesłał na ziemię około 25 tysięcy zdjęć, wykonano 537 pomiarów właściwości fizyko-mechanicznych gleby księżycowej i 25 razy - chemicznych.

Pilot Lunokhoda

8 stycznia 1973 roku wystrzelono Łunochod-2 o tej samej konstrukcji. Pomimo awarii systemu nawigacji udało mu się przejechać ponad 42 km, co było rekordem wśród łazików planetarnych do 2015 roku, kiedy to rekord ten został pobity przez łazik Opportunity. Planowany na 1977 rok lot Łunochod-3 został niestety odwołany.

Zdjęcia Łunochod-3 w muzeum NPO imienia S. A. Ławoczkina

3 października 1971 roku automatyczna stacja międzyplanetarna Luna-19 została wystrzelona na orbitę księżycową za pomocą rakiety Proton-K, która działała przez 388 dni. Jej masa wynosiła 5,6 tony i została zbudowana w oparciu o projekt poprzedniej stacji Łuna-17:

Wyposażenie naukowe obejmowało dozymetr, laboratorium radiometryczne, magnetometr zamontowany na 2-metrowym pręcie, sprzęt do określania gęstości materii meteorytowej, a także kamery do fotografowania powierzchni Księżyca. Jednym z głównych zadań aparatury było badanie maskonów. Ze względu na awarię układu sterowania i wejście na błędną orbitę zdecydowano się porzucić zadanie kartografii Księżyca. Podczas lotu uzyskano dodatkowe dane dotyczące pola magnetycznego Księżyca i stwierdzono, że gęstość cząstek meteorytów w pobliżu Księżyca nie odbiega od ich koncentracji w przedziale 0,8-1,2 au. ze słońca.

29 maja 1974 roku z tym samym programem naukowym uruchomiono stację Łuna-22, która działała przez 521 dni. Stacje te umożliwiły wyjaśnienie pól grawitacyjnych Księżyca i uproszczenie lądowania stacji Łuna-20 i Łuna-24 w celu pobrania próbek gleby.

Układ Słoneczny i AWS

Dodaj tagi

Minęło niecałe półtora roku. I nie jest to zaskakujące, ponieważ Księżyc jest obiektem najbliższym Ziemi i obiektem bardzo nietypowym: stosunek masy Ziemi do Księżyca przewyższa wszystkie inne i wynosi 81/1 - najbliższy taki wskaźnik to tylko 4226/1 dla więzadła /.

W związku z tym, że aktywność wulkaniczna na Księżycu szybko zanikła (ze względu na jego stosunkowo niewielką masę), jego powierzchnia jest bardzo stara i szacowana jest na prawie 4,5 miliarda lat, a jej brak prowadzi do nawarstwiania się wieku i składu na powierzchni Księżyca. który może osiągnąć nawet wiek samego Układu Słonecznego. Wszystko to, oprócz bliskości Księżyca, wzbudziło wśród ludzi aktywne zainteresowanie naukowe i chęć jego zbadania: łączna liczba statków kosmicznych wysłanych w celu jego zbadania (w tym nieudanych misji) przekracza już 90 sztuk. I dzisiaj porozmawiamy o całej ich różnorodności.

Pierwsze kroki

Dyskusja na temat awarii stacji Łuna-8 z książki „Korolew: fakty i mity” Y. K. Golovanova, dziennikarza, który prawie został astronautą:

Pierwszym statkiem kosmicznym, który był w stanie przeprowadzić bezpośrednią eksplorację Księżyca i osiągnąć drugą prędkość kosmiczną, była stacja Luna-1 wystrzelona 2 stycznia 1959 roku. Zewnętrznie bardzo przypominał Sputnika 1.

Ten sam kulisty kształt, te same cztery anteny... ale tak naprawdę oba satelity niewiele miały ze sobą wspólnego: Sputnik 1 miał tylko nadajnik radiowy, podczas gdy na Łunie 1 zainstalowano już kilka instrumentów naukowych. Z ich pomocą po raz pierwszy ustalono, że Księżyc nie ma pola magnetycznego i zostało to po raz pierwszy zarejestrowane. Również podczas jej lotu przeprowadzono eksperyment mający na celu stworzenie sztucznej komety: w odległości około 120 tys. km od Ziemi ze stacji wypuszczono chmurę par sodu o masie około 1 kg, którą zarejestrowano jako obiekt 6. ogrom.

Stacja Łuna-1 jest łączona z blokiem „E” – trzecim etapem „Wostoku-L”, za pomocą którego uruchomiono także stacje Łuna-2 i Łuna-3.

Film poświęcony stacji Łuna-1

3 marca 1959 roku amerykański statek kosmiczny Pioneer-4 został wysłany tym samym torem lotu z zestawem drugiej prędkości kosmicznej. Jego celem było zbadanie Księżyca z trajektorii przelotu, jednak błąd wynoszący aż 60 tys. km spowodował, że czujnik fotoelektryczny nie był w stanie wykryć Księżyca i sfotografowanie go nie powiodło się, jednak licznik Geigera ustalił, że okolice Księżyca nie różniły się poziomem promieniowania od ośrodka międzyplanetarnego.

12 września 1959 roku uruchomiono stację Łuna-2. Oprócz uderzenia w Księżyc otrzymała dodatkowe zadanie - dostarczenie proporczyka ZSRR na Księżyc. Systemy orientacji i korekcji nie były wówczas jeszcze gotowe, więc spodziewano się, że uderzenie będzie poważne – przy prędkości ponad 3 km/s. Twórcy urządzenia zastosowali dwa triki techniczne: 1) proporczyki umieszczono na powierzchni dwóch kulek o średnicy około 10 i 15 cm.

Po „dotknięciu” Księżyca ładunek wybuchowy znajdujący się wewnątrz tych kulek eksplodował, co pozwoliło niektórym proporczykom zmniejszyć prędkość względem Księżyca.

Do 7 października 1959 roku uzyskano pierwsze zdjęcia niewidocznej strony Księżyca za pomocą stacji Luna-3, która wystartowała 4 października, podobnie jak wszystkie inne misje programu Luna z . Ważył 287 kilogramów i miał już zainstalowany pełnoprawny system orientacji księżycowej, zapewniający dokładność podczas strzelania 0,5 stopnia. Stacja po raz pierwszy zastosowała wspomaganie grawitacyjne.

Pierwsza na świecie fotografia niewidocznej strony Księżyca. Zdjęcie było przeciętnej jakości ze względu na zakłócenia w transmisji sygnału. Ale kolejne zdjęcia były już dużo lepsze.

Proces zbliżania się do Księżyca (przyspieszony film)

Ranger 8 i Ranger 9 zostały wystrzelone dokładnie w tym samym celu (odpowiednio 17 lutego i 21 marca 1965).

Lepsze zdjęcia odległej strony Księżyca uzyskała stacja Zond-3 wystrzelona 18 lipca 1965 roku. Początkowo stacja ta była przygotowywana wspólnie z Zond-2 do lotu do, jednak z powodu problemów przegapiono okno startowe i Zond-3 okrążył Księżyc. Aby przetestować nowy system komunikacji, zdjęcia otrzymane przez stację były kilkakrotnie przesyłane na Ziemię.

Miękkie lądowanie i dostarczanie gleby

Zadanie miękkiego lądowania na Księżycu było znacznie trudniejsze i po serii niepowodzeń zostało zrealizowane dopiero 3 lutego 1966 roku przez wystrzeloną 31 stycznia stację Łuna-9. Urządzenie miało dość złożoną konstrukcję.

W związku z tym, że o powierzchni Księżyca nie było nic wiadomo, proces lądowania był dość skomplikowany.

Złożoność systemu lądowania nie pozostała niezauważona: ze stacji lądowania o wadze 1,5 tony pozostało tylko 100 kg masy.

Pierwszą fotografią powierzchni Księżyca była okrągła panorama o rozdzielczości 500 na 6000 pikseli; wykonanie jednego zdjęcia zajmowało 100 minut. Kamera telewizyjna miała kąt widzenia 29° w pionie, ponadto konstrukcja urządzenia przewidywała jej nachylenie o 16° w stosunku do pionu obszaru – tak, aby mogła uchwycić zarówno odległą panoramę, jak i mikrorelief pobliskiej powierzchni.

W tej chwili pasjonaci z NASA będą szukać bloku lotu i pozostałości nadmuchiwanego amortyzatora stacji na podstawie zdjęć (samo urządzenie jest zbyt małe, aby je zobaczyć - na zdjęciach LRO powinno wyglądać na 2*2 piksele).

Amerykanom udało się wylądować lądownik Surveyor-1 już 2 czerwca (4 miesiące po naszej stacji). Zainstalowano na nim wiele czujników:

Kolejnym radzieckim statkiem kosmicznym wycelowanym w Księżyc był Zond 5, wystrzelony 15 września 1968 roku. Urządzeniem był statek kosmiczny Sojuz 7K-L1 wystrzelony przez rakietę nośną i przeznaczony do lotu wokół Księżyca. Oprócz testowania samego statku miał także cel naukowy: przewoził na pokładzie pierwsze żywe istoty, które 3 miesiące wcześniej okrążyły Księżyc – były to dwa żółwie, muszki owocowe, a także kilka gatunków roślin. Po okrążeniu Księżyca rozbił się w wodach Oceanu Indyjskiego.

Dokonano dwóch kolejnych udanych wystrzeleń tego statku kosmicznego: Zond 7 i Zond 8 (odpowiednio 8 sierpnia 1969 i 20 października 1970), zakończonych sukcesem powrotami pojazdów opadających.

Łunochody i końcowy etap pierwszego etapu badań

Wystrzelona 10 listopada 1970 roku stacja Łuna-17 dostarczyła pierwszy na świecie: Łunochod-1, który działał na powierzchni przez 301 dni. Wyposażony był w dwie kamery telewizyjne, 4 telefotometry, spektrometr rentgenowski i teleskop rentgenowski, licznik kilometrów-penetrometr, detektor promieniowania i reflektor laserowy.

W trakcie swojej pracy przebył ponad 10 km, przesłał na ziemię około 25 tysięcy zdjęć, wykonano 537 pomiarów właściwości fizyko-mechanicznych gleby księżycowej i 25 razy - chemicznych.

8 stycznia 1973 roku wystrzelono Łunochod-2 o tej samej konstrukcji. Pomimo awarii systemu nawigacji udało mu się przejechać ponad 42 km, co było rekordem wśród łazików planetarnych do 2015 roku, kiedy to rekord ten został pobity przez łazik marsjański. Planowany na 1977 rok lot Łunochod-3 został niestety odwołany.

3 października 1971 roku automatyczna stacja międzyplanetarna Luna-19 została wystrzelona na orbitę księżycową za pomocą rakiety Proton-K, która działała przez 388 dni. Jego masa wynosiła 5,6 tony i zbudowano go w oparciu o projekt poprzedniej stacji Łuna-17.

Całkiem niezwykły był satelita Explorer 49, który został wystrzelony 10 czerwca 1973 roku. Jego ogromna antena składała się z 4 elementów o długości 230 metrów. Ale chociaż został wystrzelony na orbitę Księżyca, nie był przeznaczony do jego badań - badał galaktyczną emisję radiową na częstotliwościach 25 kHz i 13,1 MHz (wcześniej w tym samym celu wystrzelono satelitę Explorer-38).

Na tym zakończył się pierwszy etap eksploracji Księżyca, w którym faktycznie uczestniczyło tylko dwóch uczestników – USA i ZSRR. Ciąg dalszy nastąpi…