Чешский астроном Линк указывал на возможность люминесценции некоторых участков Луны под действием корпускулярного облучения их Солнцем. Копал и Рэкхем в 1963 г. действительно наблюдали на французской высокогорной обсерватории Пик-дю-Миди флуоресценцию вблизи кратера Кеплер. За два часа в красных лучах яркость этой области увеличивалась вдвое два раза. Перед этим на Солнце произошла вспышка. Электрически заряженные частицы - корпускулы, выброшенные при вспышке, по-видимому, достигли Луны за 8 часов и своей бомбардировкой вызвали дополнительное свечение лунной поверхности.
Таким образом, астрономам удалось еще с Земли «проникнуть» под видимую поверхность Луны, свойства которой мы все еще знаем недостаточно. Станции, опустившиеся на Луну, подтвердили возможность высадки космонавтов на Луне. Обеспечение возвращения их на Землю гораздо более трудная задача.
Первые люди на Луне и луноходы
(Условия пребывания человека на Луне рассмотрены более подробно в брошюре Г. П. Вдовыкина «Экзобиология Луны», «Наука» , 1975)
Кто из нас не увлекался фантастическим романом Герберта Уэллса «Первые люди на Луне», а также другими художественными произведениями о полетах на Луну. Но вот наконец эта фантазия стала былью, притом в фантастически короткий срок после того, как впервые советский искусственный спутник Земли преодолел земное тяготение. В июле 1969 г. двое американских космонавтов в космическом корабле «Аполлон-11» опустились на Луну. Впервые нога человека ступила на другое небесное тело. Это событие было принципиально важно в двух отношениях. Во-первых, человек буквально оказался «на небе», если вспомнить представления наших предков (а эти представления перешли и в нашу современную речь). Во-вторых, эта высадка космонавтов дала возможность устанавливать на Луне различные приборы, в частности сейсмографы, и производить на ней всякие эксперименты непосредственно. С тех пор произошло еще пять посадок на Луну, выходов космонавтов на ее поверхность, их передвижений, наблюдений на нашем спутнике и благополучных возвращений на Землю.
Рис. 41. Космонавт на Луне
В общей сложности космонавты пробыли на Луне около 300 часов, из которых 80 часов они находились вне кабины в безвоздушном пространстве. Космонавты в это время ходили по Луне, фотографировали, снимали кинофильмы, собирали лунные породы.
Они передавали на Землю картины лунных ландшафтов и свою деятельность по телевидению. Для защиты от безвоздушной среды и от вредного воздействия коротковолнового и корпускулярного излучения Солнца и других небесных объектов космонавтов одевают в специальные скафандры. Космонавты нашли на Луне один из автоматических аппаратов, совершивших посадку ранее, а его части и многочисленные пробы лунного грунта привезли с собой на Землю для их всестороннего анализа. При последних высадках на Луну космонавты применяли для езды по ней электромобиль. На Луну спускался лунный отсек с двумя космонавтами, а третий космонавт оставался в основном блоке, двигавшемся по орбите искусственного спутника Луны. Затем два космонавта стартовали с Луны во взлетной ступени (части лунного отсека), взлетная ступень переходила на орбиту искусственного спутника Луны, стыковалась с основным блоком и космонавты переходили в основной блок. После этого взлетная ступень сбрасывалась на Луну, а космонавты в основном блоке возвращались на Землю. Полеты на Луну космонавтов и автоматических станций, а также получаемые ими новые результаты накапливаются так быстро, что всякая книга отстает от них. Поэтому мы вынуждены просить наших читателей за более подробной и точной информацией обращаться к периодике. Здесь же мы вынуждены ограничиться лишь общей краткой характеристикой завоевания Космоса.
Рис. 42. Космонавт с луноэлектромобилем на Луне
В частности, необходимо подчеркнуть замечательные успехи советской автоматики. Советская автоматическая станция «Луна-16» опустилась на Луну в Море Изобилия, по команде взяла пробу лунного грунта и вернулась на Землю. Позднее подобная станция «Луна-20» доставила на Землю пробу из типичного материкового (горного) района Луны, куда космонавты попасть не смогли. С 17 ноября 1970 г. в течение 10 1/2 месяцев на Луне в Море Дождей работала советская автоматическая станция «Луно-ход-1». На своих оригинальных колесах она обследовала 80000 м2 лунной поверхности, в сотнях точек изучила физикомеханические свойства грунта, а в 25 точках произвела химический анализ его состава. Телевизионные установки «Лунохода» (движением которого управляли с Земли) передали на Землю свыше 200 панорам и 20 000 фотографий поверхности нашего спутника. Лазерный отражатель, установленный на верхней части «Лунохода-1», позволял точно определять расстояние до него путем измерения времени распространения света лазера.
Рис. 43. 'Луноход-1'
В 1973 г. в море Ясности, на дне кратера Лемонье диаметром 55 км был высажен «Луноход-2». Он прошел за 5 лунных суток (4 1/2 месяца) 37 км, почти вчетверо больше, чем «Луноход-1», изучая рельеф и свойства грунта.
Научные материалы, добытые всеми этими средствами, громадны и не все еще достаточно обработаны, сравнены, обсуждены и поняты.
Пробы грунтов позволили изучить химический, минералогический и петрографический состав разных мест Луны. С одной стороны, мы убедились непосредственно, что между Землей и Луной нет принципиального различия. И здесь и там содержатся одни и те же химические элементы и минералы, в сходных пропорциях, но есть на Луне и отличия от того, что известно на Земле, и есть различия состава лунного грунта от места к месту. Возраст лунных образцов составляет от 3,1 до 4,2 млрд. лет, а, в общем, возрасты Луны и Земли почти равны (не менее 4,6 млрд. лет).
Рис. 44. Схема движения 'Лунохода-2'
Судя по доставленным на Землю образцам, лунный реголит представляет собой рыхлое вещество с плотностью около 1 г/см3, состоящее из обломков кристаллических пород и шариков природного стекла с примесью тонкозернистого цементирующего вещества и с застывшими микроскопическими газовыми пузырьками. Это - продукт переработки открытой поверхности коренных пород в условиях вакуума под действием внешних условий: метеоритной бомбардировки, облучения и резкой смены температуры в течение невообразимо длительных сроков. Толщина реголита в различных участках посадки на Луну космических аппаратов - от нескольких метров до нескольких десятков метров. Реголит не имеет резкой нижней границы, а постепенно переходит в подстилающие коренные породы. В наружных слоях реголита сосредоточено наиболее сильно переработанное вещество, в средних слоях встречаются многочисленные мелкие обломки, а в нижних включены крупные глыбы коренных пород, на которых и лежит слой реголита. Коренные породы, как выяснилось в результате исследования доставленных образцов, представляют собой два типа продуктов вулканических извержений: на равнинах Луны это так называемый базальт, с плотностью 3,2 г/см3, а на «материковых» участках - анортозиты.
На поверхности реголита разница между дневной и ночной температурой составляет почти 300°, но на небольшой глубине под поверхностью ее суточные колебания не так велики. На глубине нескольких метров температура практически постоянна и равна средней суточной. В более глубоких слоях температура более высока за счет выхода из недр потока тепла, обусловленного распадом радиоактивных элементов, которые содержатся в лунной коре. Толщина коры составляет несколько десятков километров. Глубже находится твердое вещество другой природы, а в центре Луны имеется небольшое вязкое (расплавленное) ядро.
Непосредственные дойные о радиоактивных элементах на Луне принесли измерения ее гамма-излучения, сделанные впервые приборами автоматической станции «Луна-10». Оно оказалось почти вдвое сильнее, чем излучение гранитов - земных пород с наибольшим содержанием радиоактивных элементов, Но 90% излучения Луны создается ядерными реакциями, происходящими под действием облучения космическими лучами. Состав горных областей на Луне, по-видимому, ближе к первоначальному составу ее коры и к составу метеоритов, более бедных радиоактивными элементами. Позднее местами первичная кора опускалась, расплавлялась и заливалась базальтовыми породами.