Страница 1 из 47
ИСКАТЕЛЬ № 6 1963
Борис ЛЯПУНОВ
ЛУНА И ГЕОЛОГИ
Все новые победы в освоении космоса одерживает советский человек. Искусственные спутники Земли, автоматические межпланетные станции, блистательные рейсы наших героев-космонавтов — таковы исторические этапы большого пути.
И вот новый шаг — запуск советского космического корабля «Полет-І», способного совершать широкие маневры в космосе, меняя плоскость орбиты и высоту.
Будущее стало ближе. Ведь управление космическим кораблем необходимо прежде всего для осуществления полетов к соседним планетам. Настанет время, и на эти планеты отправятся космонавты, ученые, разведчики внеземных недр — космические геологи.
Пути геологии и планетной астрономии сходятся все ближе. Они помогают друг другу, проверяют и дополняют одна другую. Ответы на многие вопросы, которые касаются земного шара, можно найти на других планетах солнечной системы. В то же время новые знания о Земле помогают нам разобраться в жизни далеких пока планет.
Первой базой геологов в космосе будет, вероятно, Луна.
Что нам известно о ней?
Измерения, сделанные астрономами во время лунных затмений, позволили установить резкий перепад температур, существующий на поверхности нашего естественного спутника. На солнце — плюс сто двадцать, в тени — минус шестьдесят градусов. Появилась тень — и жара, при которой вода давно превратилась бы в пар, очень быстро сменяется суровым морозом. То же происходит при смене дня и ночи.
Какая же порода может выдержать такой перепад температур? У какой породы теплопроводность в тысячу раз меньше, чем у самого плохого проводника тепла на Земле?
Ответить было очень трудно. Такой породы на нашей планете не нашлось. И, естественно, появилось предположение: Луна покрыта толстой «шубой» из пыли. Это подтверждала как будто и радиолокационная разведка.
Но сомнения оставались. Ученые снова и снова измеряли температуру лунного шара. От точности этих измерений зависела и «судьба» лунной пыли.
Сравнительно давно было обнаружено, что Луна — природная радиостанция. Так же как Солнце и звезды, она излучает в космос радиосигналы.
Но радиоизлучение и температура поверхности связаны между собой. Луна получает тепло от Солнца, а ночью отдает его. Сигналы Луны-радиостанции надо было сравнить с какими-то другими сигналами и таким образом многое узнать о свойствах лунных пород — об их теплопроводности и плотности.
Радиофизики Горьковского университета решили для такого сравнения построить искусственную «радиолуну», температура которой была точно известна. Разумеется, для этого не понадобилось строить модель в натуральную величину, достаточно было взять диск небольшого диаметра из поглощающего радиоволны материала и поместить его так, чтобы угловые размеры двух лун — искусственной и настоящей — казались бы наблюдателю у радиотелескопа одинаковыми.
Сравнивая излучения обеих лун, советские ученые узнали, как изменяется температура на естественном спутнике Земли. Теперь оставалось по характеру охлаждения и нагрева определить, из чего же в конце концов состоят лунные породы.
В работу включилась кибернетическая машина. Только она и могла вывести из множества данных (различные величины предполагаемой плотности и теплопроводности лунных пород) единственно верный результат. И машина остановила свой выбор на веществе вдвое менее плотном, чем вода.
Результат неожиданный: раньше считалось, что, наоборот, лунное вещество в два раза тяжелее воды. Что же это за порода? Пылью она, во всяком случае, быть не могла!
Проводя различные сравнения, планетологи пришли к выводу: Луна покрыта породой, похожей на гранит. В ней есть кварц, окиси алюминия и кремния, а также окислы железа, магния, калия, натрия, кальция.
Но почему же «лунный гранит» так легок? Потому, ответили ученые, что он пронизан порами наподобие земного туфа или пемзы, а поры эти образовались в то время, когда из недр Луны выходили горячие расплавленные массы, насыщенные газами. (Всем нам известны пенопласт и пенобетон — тоже насыщенный газом и застывший потом обычный, непористый материал.)
Сейчас ученые пробуют подобрать породу, похожую на лунную, и другим путем: ищут модель, образец которой отражал бы свет так же, как Луна.
Радиоизлучение идет не только с поверхности, но и из глубин лунного шара. Удалось вычислить температуру и этих глубин. Наш холодный спутник, оказывается, внутри горяч! С углублением в недра Луны на пятьдесят километров температура повышается на тысячу градусов — так говорят расчеты. И если они верны, значит к поверхности Луны поднимается поток тепла не меньший, чем у Земли.
В чем причина? Быть может, в радиоактивных элементах, как и на Земле. Предполагают, что их на Луне даже больше.
Что еще заставляет предполагать наличие у Луны горячей «начинки»?
Изменения на лунной поверхности.
Их наблюдали и раньше. То исчезал какой-нибудь кратер, то появлялись и пропадали какие-то пятна… Думали: уж не иней ли это все-таки выпадает в долгие морозные ночи, чтобы с восходом Солнца исчезнуть?
Выдвигалась даже совершенно серьезно мысль о том, что пятна не что иное, как полчища насекомых, заметные даже с Земли. Но все это были предположения, весьма шаткие. Лишь недавно удалось наблюдать «живую» Луну.
Это произошло в ноябре 1958 года и повторилось почти год спустя. Профессору Н. Козыреву удалось установить, что из кратера Альфонс внезапно вырвалось облако газа. Новые наблюдения — и оказалось, что другой кратер, Аристарх, тоже своего рода газовый вулкан. Молекулы водорода и углерода — вот что он выбросил. Так показала спектрограмма.
Но для того чтобы образовался молекулярный водород, нужна высокая температура!
Правильность всех этих предположений проверят геологи в космических скафандрах. Многое даст науке непосредственное изучение Луны.
Судите сами. Атмосфера и магнитное поле защищают Землю от вторжения заряженных частиц больших энергий. Там, где нет ни того, ни другого, этим космическим снарядам удается разгуляться вовсю. Обладая огромной энергией, они крушат ядра встреченных по пути атомов. Но разрушенное ядро — это уже либо другой элемент, либо изотоп. Даже в земной атмосфере космические лучи непрерывно производят различные превращения. На больших высотах, в самых верхних слоях атмосферы, возникают поэтому разновидности углерода, водорода, бериллия, появляется гелий.
Луна ничем не защищена. Пока она странствует в космосе, излучения могут переделать ее поверхность. Вместо одних элементов в ней родятся другие.
И, возможно, поверхностный слой — «корочка» Луны толщиною в несколько метров — служит своего рода лабораторией ядерных превращений. Там образуются и тритий — тяжелый водород, и гелий, и неон, и аргон, и изотопы кое-каких металлов.
Неизвестно, конечно, сколько их там, принесут ли они какую-нибудь пользу. Но об одном можно сказать с уверенностью. Если геологи-космонавты найдут где-нибудь в расселинах выходы необлученных пород, они сумеют определить, сколько накопилось в верхних, обстрелянных частицами слоях новорожденных элементов. И сколько на это понадобилось времени. Они смогут тогда сказать, какие из лунных гор моложе, какие старше и как складывался современный рельеф Луны на протяжении миллионолетий. Они узнают тогда, какую роль сыграли в истории нашего спутника лучи, приходящие из космоса.