Юный техник, 2005 № 03
Шрифт:
Астронавты на Луне. Неужто эта картина больше никогда не повторится?
Начать стоит, наверное, с того, что ученые до сих пор пользуются плодами посещения Луны астронавтами. Экипажи «Аполлонов» среди прочего оставили там уголковые отражатели
Все эти приборы сослужили неплохую службу ученым. Так, например, сотрудники НАСА, измеряя с помощью лазеров гравитационные взаимодействия Луны и других небесных тел, обнаружили, что поверхность спутника нашей планеты расширяется и сжимается примерно на 10 см каждые 27 дней. В течение этого времени Луна испытывает «гравитационные» приливы и отливы под влиянием Земли и Солнца.
Эти периодические колебания нельзя было бы обнаружить, если бы с помощью лазерных лучей, идущих с Земли и отражаемых лунными ретрансляторами, расстояние между планетой и спутником не было бы замерено с точностью до 2 см. Расширения же и сжатия лунной поверхности помогли ученым получить значения так называемых чисел Лава, использующихся для оценки вязкости небесных тел (названы так в честь британского математика Августа Лава, который разработал теории волн и эластичности в конце XIX — начале XX века).
Ну, а по этим данным, как рассказал Джеймс Уильямс из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене (Калифорния), удалось прояснить и внутреннее строение Луны. Сегодня исследователи полагают, что ядро спутника окружено расплавленной прослойкой.
Еще один интересный факт. Проанализировав данные американских сейсмографов, неожиданное открытие сделали наши исследователи из лаборатории происхождения и сравнительного изучения Земли и планет Института физики Земли, работавшие под руководством доктора физико-математических наук О.Б. Хаврошкина. Оказалось, например, что Луна является своего рода вселенским камертоном, который отзывается на множество происходящих во Вселенной процессов. Скажем, произошла на Солнце очередная буря, а вскоре и Луна закачалась на невидимых гравитационных волнах. Так что спутник, в принципе, может послужить сторожевым колоколом, отмечающим, что важного произошло во Вселенной.
Более того, с помощью Луны исследователи собираются проверить, насколько правы были в своих умозаключениях Галилей, Ньютон и Эйнштейн.
Легенда гласит, что свое великое открытие Галилео Галилей сделал, сбрасывая с Пизанской башни разные предметы — пушечные ядра, мушкетные пули, изделия из золота, серебра и дерева. Казалось бы, чем тяжелее предмет, тем быстрее он упадет. Однако все они долетали до земли одновременно.
Сегодня этот постулат носит название принципа «эквивалентности гравитационной и инерционной массы». На нем основан закон всемирного тяготения и некоторые положения общей теории относительности Эйнштейна.
Но вдруг Галилей ошибся в своих опытах? Такой вопрос задал себе уже упоминавшийся нами Джеймс Уильямс. И вместе с коллегой Славой Турышевым он затеял «повторение» эксперимента Галилея, но в космических масштабах. Ученые будут наблюдать за «падением» Земли и Луны на Солнце. Наша планета и ее спутник имеют разные состав и массу. Если они «падают» на светило с одинаковым ускорением, значит, принцип эквивалентности справедлив. Если нет, нас ждет революция в физике.
Каким же образом ученые собираются это выяснить?
Как уже сказано выше, под действием гравитационного притяжения Земли и Солнца Луна периодически «припухает». Оказывают лунные и солнечные «приливы» воздействие и на изменение формы Земли. Заметить все эти изменения исследователи надеются, периодически измеряя с высокой точностью с помощью лазера расстояния между Землей и Луной. Если они покажут, что пульсации со временем не меняются, значит, Галилей был прав. Если же обнаружатся изменения, придется многое в физических теориях пересматривать.
Пока теоретики занимаются «высокими материями», выясняется, что Луна начинает интересовать даже коммерсантов. Многие частные предприниматели готовы взяться за организацию полетов на спутник Земли. Дело в том, что в образцах лунного грунта — реголита, доставленного на Землю экспедициями на кораблях «Аполлон», были обнаружены полезные ископаемые из платиновой группы: иридий, осмий, палладий, платина, родий и рутений. Все эти полезные ископаемые обладают уникальными химическими и физическими свойствами: электропроводностью, устойчивостью к коррозии и каталитическими способностями. На нашей же планете запасы этих редкоземельных элементов практически исчерпаны, их добыча стоит исключительно дорого.
Кроме того. Луна является богатейшим источником гелия-3 — изотопа, который считается весьма перспективным «горючим» для термоядерных реакторов нового поколения. Сейчас исследователи ведут эксперименты с тем гелием-3, что найден на Земле. Но земные его запасы весьма невелики. Так что если изотоп понадобится в промышленных количествах, его придется завозить с Луны.
Для этого на естественный спутник нашей планеты отправятся космонавты для развертывания полномасштабного завода по производству и сжижению гелия-3, а также для организации бесперебойной поставки его на Землю.
Кстати, землянам понадобится не так уж много сжиженного гелия-3. Как показывают расчеты, одной тонны в год вполне достаточно для того, чтобы обеспечить энергией всю нашу планету. Так что возить гелий со спутника Земли оказывается вполне выгодно даже с учетом затрат на запуски лунных ракет, переработку гелия и его транспортировку, а также стоимости разработки и строительства реактора, который будет работать на лунном сырье. Уже разведанных запасов изотопа, между прочим, хватит нам минимум на 1000 лет.
Промышленную добычу реголита целесообразнее всего будет вести комбайнами. Они, наподобие экскаваторов будут снабжены ковшами, с помощью которых сыпучий грунт станут загружать в приемную камеру. Прямо на борту комбайна целесообразно разместить и камеры для сепарации, и оборудование для сжижения гелия-3. В качестве источника энергии для такого передвижного завода может послужить солнечная энергия. В течение же лунной ночи можно будет использовать бортовые аккумуляторы или иные источники энергии.