Мы привыкли наблюдать Луну на вечернем и ночном небе. Даже невооруженным глазом можно увидеть кратеры и возвышенности на ее поверхности. Люди давно задавались вопросами: «Сколько лет нашему спутнику?», «На Земле есть атмосфера, а существует ли она на Луне?», «Может на ее поверхности быть кислород, вода, и обитаема ли она?».
Современные ученые точно могут ответить на эти вопросы.
Основные сведения, которые нужно знать
Расстояние до Луны составляет 384 401 километр. Она одного возраста с Землей и остальной Солнечной системой, то есть появилась около 4,5 миллиарда лет назад и сформирована из камней и льда.
Наш спутник всегда показывает нам одну сторону. Это происходит потому, что у Земли и Луны одинаковый период вращения вокруг своей оси — 27,3 дня. Тень, которую отбрасывает планета, заставляет уменьшаться либо увеличиваться яркий диск на небе.
На Луне очень большие перепады температур. На солнечной стороне от +130 °С и -170 °С на темной.
Есть ли на Луне атмосфера?
Как мы знаем, атмосфера Земли состоит из газа и образует оболочку, называемую воздухом. Ее удерживает гравитация, не давая газовым молекулам улететь в космос.
Поскольку у Луны очень маленькое притяжение, оно не может удержать достаточное количество газов для создания полноценной атмосферы. Несмотря на это, на нашем спутнике все-таки есть разряженная газовая оболочка, которая состоит из гелия, водорода, неона и аргона.
Однако вряд ли тот факт, что на Луне есть атмосфера, имеет для нас какое-то значение, потому что человек не сможет дышать там без скафандра.
Еще на Луне не слышно звуков и не бывает ветра. Лучи Солнца не рассеиваются в воздухе, поэтому небо там всегда черное, и даже днем над светлой стороной видны звезды.
Кислород, вода и еще некоторые сведения о Луне
Раз на Луне присутствует атмосфера, есть ли там вода?
Вода представлена на спутнике в виде льда. Если на Луне нет погоды или атмосферы, то откуда он там взялся?
Ученые полагают, что на Земле вода, вероятно, появилась из комет, которые состоят изо льда, смешанного с камнями. Они врезались в поверхность, когда планета была еще очень-очень молодой. Лед на Луне мог появиться таким же образом. Большая часть воды на Луне испарилась давным-давно, но на Южном полюсе еще осталась, потому что он находится в темной области, где никогда не бывает солнца.
Сразу возникает еще один вопрос: присутствует ли на Луне кислород, если мы выяснили, что у нее есть атмосфера и даже вода? Кислород в свободном состоянии не выявлен, однако на поверхности при помощи телескопа «Хаблл» найдены большие территории ильменита — минерала, кристаллическая решетка которого содержит огромное количество кислорода. Так что, и на этот вопрос можно ответить утвердительно.
Итак, теперь мы знаем, что условные атмосфера, вода и кислород на Луне есть, хотя и вряд ли люди смогут их использовать для проживания.
Грустно, но с каждым годом спутник отдаляется от Земли на несколько сантиметров. Однажды наступит тот момент, когда он преодолеет силу земной гравитации. Тогда Луна улетит от нас и будет путешествовать, пока ее не притянет к себе следующее, более тяжелое космическое тело.
18 августа исполняется 37 лет с момента посадки на поверхность Луны советской станции «Луна-24», которая доставила на Землю образцы лунного грунта. Исследование доказало наличие в грунте воды. Мы решили вспомнить 5 разгаданных тайн Луны.
Есть ли внеземная жизнь на Луне?
В 1978 году советские исследователи в журнале «Геохимия» впервые упомянули об обнаружении воды в лунном грунте. Этот факт был установлен в результате анализа образцов, доставленных зондом «Луна-24». Процент найденной в образце воды составил 0,1. Это вещество сохранялось на Луне примерно 4 миллиарда лет. Многие ученые утверждают, что формула «лунной» воды H 2 O. Другие считают, что её формула изменена. Определенно доказано одно: это жидкость. Самое же важное, что в воде была обнаружена внеземная форма жизни.
Есть ли кислород на Луне?
На Конгрессе международного общества теоретической и прикладной химии ученые Кембриджского университета представили результаты исследования лунного грунта, в котором нашли кислород. Содержание кислорода в лунном грунте очень велико, более 45%. Ученые отметили, что при организации на Луне маленького поселения всего три генератора высотой около метра каждый смогут обеспечить население тонной кислорода в год. В 2005 году NASA даже устроило конкурс на разработку технологии выкачки кислорода из лунного грунта – требуется минимум 5 кг за 8 часов.
Какие химические элементы содержит грунт Луны?
Как показывают результаты исследований лунного грунта, он содержит в себе все химические элементы и вещества, необходимые для обеспечения жизнедеятельности людей и производства ценных материалов – более 70 химических элементов и изотопов. Это: кремний, титан, алюминий, железо, магний, торий, уран, цирконий. В меньших количествах найдены ванадий, ниобий, кобальт, медь, рубидий, углерод, серебро. Ученые предполагают, что когда-то тут побывала вулканическая лава, которая оставила после себя массу полезных элементов.
Сколько лет грунту Луны?
Возраст лунного грунта дает множество поводов для споров. Одни ученые настаивают на цифре в 3 миллиарда лет, другие – в 4,6 миллиардов. Большинство всё же сходится в одном: лунный грунт отлично сохранился. Его верхний слой, находящийся на Луне уже несколько миллиардов лет, не подвергался никаким внеземным воздействиям с момента образования Луны. Это значит, что по грунту можно изучить процесс образования Луны и заключить, что её возраст действительно составляет по меньшей мере 3 миллиарда лет.
Может ли Луна быть образована из сверхпрочного материала?
Ученые пришли к выводу, что основой лунного грунта является ильменит. Этот относительно редкий минерал отличается большим содержанием титана. Такой сверхпрочный материал на Земле используют для строительства подводных лодок. Ильменит также немагнитен. Некоторые ученые полагают, что поверхность луны практически полностью образована смесью с присутствием ильменита.
Мы привыкли наблюдать Луну на вечернем и ночном небе. Даже невооруженным глазом можно увидеть кратеры и возвышенности на ее поверхности. Люди давно задавались вопросами: «Сколько лет нашему спутнику?», «На Земле есть атмосфера, а существует ли она на Луне?», «Может на ее поверхности быть кислород, вода, и обитаема ли она?».
Современные ученые точно могут ответить на эти вопросы.
Основные сведения, которые нужно знать
Расстояние до Луны составляет 384 401 километр. Она одного возраста с Землей и остальной Солнечной системой, то есть появилась около 4,5 миллиарда лет назад и сформирована из камней и льда.
Наш спутник всегда показывает нам одну сторону. Это происходит потому, что у Земли и Луны одинаковый период вращения вокруг своей оси — 27,3 дня. Тень, которую отбрасывает планета, заставляет уменьшаться либо увеличиваться яркий диск на небе.
На Луне очень большие перепады температур. На солнечной стороне от +130 °С и -170 °С на темной.
Есть ли на
Как мы знаем, атмосфера Земли состоит из газа и образует оболочку, называемую воздухом. Ее удерживает гравитация, не давая газовым молекулам улететь в космос.
Поскольку у Луны очень маленькое притяжение, оно не может удержать достаточное количество газов для создания полноценной атмосферы. Несмотря на это, на нашем спутнике все-таки есть разряженная газовая оболочка, которая состоит из гелия, водорода, неона и аргона.
Однако вряд ли тот факт, что на Луне есть атмосфера, имеет для нас какое-то значение, потому что человек не сможет дышать там без скафандра.
Еще на Луне не слышно звуков и не бывает ветра. Лучи Солнца не рассеиваются в воздухе, поэтому небо там всегда черное, и даже днем над светлой стороной видны звезды.
и еще некоторые сведения о Луне
Раз на Луне присутствует атмосфера, есть ли там вода?
Вода представлена на спутнике в виде льда. Если на Луне нет погоды или атмосферы, то откуда он там взялся?
Ученые полагают, что на Земле вода, вероятно, появилась из комет, которые состоят изо льда, смешанного с камнями. Они врезались в поверхность, когда планета была еще очень-очень молодой. Лед на Луне мог появиться таким же образом. Большая часть воды на Луне испарилась давным-давно, но на Южном полюсе еще осталась, потому что он находится в темной области, где никогда не бывает солнца.
Сразу возникает еще один вопрос: присутствует ли на Луне кислород, если мы выяснили, что у нее есть атмосфера и даже вода? Кислород в свободном состоянии не выявлен, однако на поверхности при помощи телескопа «Хаблл» найдены большие территории ильменита — минерала, кристаллическая решетка которого содержит огромное количество кислорода. Так что, и на этот вопрос можно ответить утвердительно.
Итак, теперь мы знаем, что условные атмосфера, вода и кислород на Луне есть, хотя и вряд ли люди смогут их использовать для проживания.
Грустно, но с каждым годом спутник отдаляется от Земли на несколько сантиметров. Однажды наступит тот момент, когда он преодолеет силу земной гравитации. Тогда Луна улетит от нас и будет путешествовать, пока ее не притянет к себе следующее, более тяжелое космическое тело.
Во вторник, 31 января, стало известно, что японские ученые обнаружили на Луне предполагаемые следы земного кислорода. Открытие позволил сделать японский зонд, находившийся на лунной орбите. По-видимому, кислород был занесен с Земли солнечным ветром, который унес из нашей атмосферы большое количество ионов, осевших потом на лунной поверхности. Мы поговорили с главой отдела исследований Луны и планет ГАИШ МГУ по Луне о том, что это значит и какие еще перспективы открывает для нас естественный спутник.
А был ли кислород?
Астрономы анализировали данные, полученные зондом «Кагуя», который находился на лунной орбите с 2007 по 2009 год, после чего врезался в поверхность Луны. Однако авария не помешала зонду собирать данные - в результате ученые сошлись на том, что на поверхности спутника Земли имеется тонкий слой земного кислорода, занесенный на Луну солнечным ветром.
Владислав Шевченко - известный исследователь в области изучения Луны, доктор физико-математических наук, президент Международной ассоциации планетных наук и заслуженный научный сотрудник Московского университета. Он положительно оценивает новое открытие, но считает, что не все так однозначно и требуются более точные исследования, исключающие деформацию образцов при транспортировке на Землю.
«Луна принадлежит к телам Солнечной системы, не имеющим защитного слоя. Такие тела постоянно подвергаются падению метеоритов разных масс, поэтому поверхностный слой - регалит - дробится и имеет пескообразный вид. Пока что я не встречал научных данных о том, что какие-либо связанные с Землей ионы были обнаружены в химическом составе этого слоя. По-видимому требуются более тонкие эксперименты, чтобы их обнаружить. Те образцы, которые были доставлены на землю, не всегда находятся в первозданном состоянии. Любое слабое механическое воздействие может навредить результату - особенно, когда речь идет об ионах, и исследование ведется на молекулярном уровне. Исследования в земных лабораториях могут дать, конечно, более точный результат, однако из-за перемещения нельзя гарантировать 100-процентный результат», - сообщил он.
Луна неизвестная
Несмотря на буквальную обозреваемость Луны, знаем мы о ней далеко не все, убежден Владислав Шевченко. Современные исследования «холодного спутника» могут стать ключом к разгадке истории не только нашей планеты, но и всей Солнечной системы.
«Исследования эволюционных процессов, которые происходят в системе „Земля-Луна“, важны для понимания происхождения Солнечной системы, поскольку их можно в какой-то мере проецировать на прошлое. Однако они могут ответить и на вопросы о современной эволюции космических тел», - утверждает исследователь
На данный момент в распоряжении астрономов имеется несколько гипотез по этим вопросам. Некоторое время назад популярностью пользовалась теория о том, что Луна образовалась вследствие столкновения некоего космического тела с Землей. Произошел выброс, перешедший на околоземную орбиту, который и привел к образованию спутника. Затем появились сведения о том, что возраст некоторых образцов на лунной поверхности превышает 4,5 миллиарда лет - это совпадает с приблизительным возрастом Солнечной системы. На первый план вышла гипотеза Эрика Михайловича Галимова, директора Института геохимических исследований РАН. В ней предполагается, что Земля и Луна образовались одновременно из газополевого облака.
Зачем нам Луна?
В Федеральной космической программе 2016−2025 впервые в списке поставленных перед учеными задач упоминается «освоение Луны». Это предполагает использование новых технологий и проведение принципиально новых экспериментов, считает Владислав Шевченко. К каким это приведет результатам, рассуждать пока не приходится: в любой момент может открыться ранее неизвестное явление, которое вновь поставит перед наукой ряд не самых очевидных вопросов.
Отвечая на вопрос о том, как Луна и научные сведения о ней могут пригодиться вне научных областей, как правило, говорят о прикладных задачах - таких, например, как добывание редких материалов. Владислав Шевченко на протяжении многих лет в своих выступлениях объясняет, как именно спутник Земли может послужить пополнению земных резервов.
«Наша цивилизация подошла к такому уровню развития, когда высокие технологии приобретают все большее значение. Скажем, в мобильном телефоне многие детали изготовлены отчасти из редкоземельных материалов. На Земле, по оценкам экспертов, залежей руды при современных темпах производства хватит где-то на 20−30 лет. Такие металлы в избытке содержатся в астероидах, которые падают на Луну и становятся доступны на ее поверхности», - рассуждает Шевченко.
Эта стратегия находит себе подтверждение и в экономических расчетах. Один килограмм редкого материала иридия имеет рыночную стоимость порядка 32 тысяч долларов. Доставка иридия с Луны, таким образом, не только окупила бы транспортировку, но и покрыла бы первоначальные расходы на подготовку, открывая промышленной области перспективу хорошей прибыли.
Совсем недавно NASA впервые дало разрешение частной фирме Moon Express заниматься самостоятельными полетами на Луну с целью разработки ее ресурсов. Правительственные органы даже объявил, что с этой корпорации будут на определенный срок сняты налоговые обязательства. Таким образом, «лунная гонка» только стартовала, и, быть может, скоро мы сможем наблюдать ее первых фаворитов. А пока нам остается с надеждой смотреть на небо и ждать, когда Луна будет окончательно освоена землянами.
Продюсер: Максим Барабанов
Ионы кислорода из атмосферы Земли время от времени достигают лунной поверхности.
Как известно, на Луне отсутствует атмосфера, вернее, она настолько разрежённая, что можно уверенно считать, что её там нет. А раз нет атмосферы, то не может быть и никаких атмосферных осадков, если, конечно, не считать за осадки падения астероидов, следы от которых богато усеивают лунную поверхность. Однако исследователи из Японии выяснили, что при определённых условиях на Луне может идти настоящий «дождик», только не простой, а из ионизированных атомов кислорода. Ну и где же кислородные лужи, спросите вы?
Полная луна, как ее видят в южном полушарии (Фото: PsJeremy / Flickr.com.)
Японский исследовательский аппарат Кагуя, выведенный в 2007 году на орбиту Луны. (Фото: JAXA.)
Земной кислород попадает на Луну в те моменты, когда она находится в определённой зоне магнитосферы Земли. (Фото: Osaka Univ. / NASA.)
Они есть, правда, искать их нужно совсем не в Море Дождей и даже не в Море Влажности, а прямо в лунном грунте, или реголите, на глубине порядка десятка нанометров. Хотя стоит сказать, что зарегистрировать кислородный «дождь» удалось вовсе не на поверхности, а с исследовательского аппарата «Кагуя» (SELENE), который почти два года провёл на орбите Луны. И хотя сам аппарат уже почти восемь лет как упал на лунную твердь, исследователи продолжают изучать полученные им данные и делать интересные открытия.
Среди прочего оборудования на борту «Кагуи» были анализаторы заряженных частиц, которые позволяли детектировать ионы химических элементов в окололунном пространстве - если мимо аппарата полетал какой-нибудь заряженный атом, то можно было определить, что это за атом и какая у него энергия. Работы у прибора было немало, поскольку космос хоть и кажется на первый взгляд пустым, на самом деле насыщен различными частицами.
Больше всего частиц дает Солнце – это так называемый солнечный ветер, состоящий из электронов, протонов, ядер атома гелия (альфа-частиц) и других элементов. Опасность солнечного ветра не только в том, что он несет вредные для живых существ частицы, но и в том, что он способен попросту сдуть с планеты её атмосферу. Тут Земле определённо повезло – её от потери атмосферы защищает собственное магнитное поле, отклоняющее солнечный ветер, не давая превратить нашу планету в безжизненную пустыню, как, например, случилось с Марсом.
Однако вернёмся к Луне и к японскому аппарату, вращавшемуся по её орбите. Анализаторы «Кагуи» смогли определить состав заряженных частиц, и среди них оказались ионизированные атомы кислорода. Однако аппарат не мог установить, откуда они прилетели: от Солнца, с Земли или с самой Луны. И именно эту задачу недавно решили исследователи из Японии. Они сопоставили сигнал, полученный от приборов, с пространственным положением Солнца, Луны, Земли и собственно самого исследовательского аппарата. В результате выяснилось, что в те моменты, когда Земля закрывала собой Луну от солнечного ветра, «Кагуя» фиксировал сигнал от ионов кислорода; кроме того, их изотопный состав указывал на их земное, а не солнечное происхождение – так удалось разобраться в аномалиях изотопного состава кислорода из образцов исследованного ранее лунного грунта. Полностью результаты исследований опубликованы в журнале Nature Astronomy .
Таким образом, исследователи сделали вывод, что атомы кислорода из атмосферы Земли способны достигать поверхности Луны, если та попадает в определённую зону земной магнитосферы. Стоит ли нам бояться, что Луна когда-нибудь отберёт весь наш земной кислород? Очевидный ответ – нет, раз уж за всё время нашей с Луной «совместной жизни» атмосфера с Земли никуда не делась.
Но интересно оценить сам масштаб «утечки». Условия, которые благоприятствуют «путешествию» кислорода с Земли на Луну, держаться всего лишь несколько дней в месяц. За это время каждую секунду на квадратный сантиметр поверхности Луны попадает 26 000 атомов кислорода. Если перевести на вес, то получится, что Луна каждый год «крадёт» у Земли порядка 400 кг кислорода, что вполне сопоставимо с тем, сколько кислорода за тот же период потребляет один человек.
Загрузка...