Тайны открытий XX века - Александр Волков

На большом синхрофазотроне Луны

С освоением лунной дали связаны и другие научные проекты. Кто у нас фавориты Луны? Сразу вспоминаются астрономы. Луна — идеальное место для обсерваторий, особенно для размещения радиотелескопов. Она всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Поэтому на обратной стороне Луны ученым не будет мешать излучение, создаваемое наземной техникой. Луна, как экран, защитит радиотелескопы. Кроме того, на Луне нет атмосферной ряби, мешающей наблюдать за звездным небом. Здесь можно было бы разместить новые мощные телескопы и воочию следить за мириадами планет, обращающихся вокруг звезд. Может быть, непосредственные наблюдения за ними дадут ответ на вопрос, есть ли там жизнь.

С наблюдений Галилео Галилея начались научные исследования Луны 

Луна поможет заглянуть не только в глубь времен или даль галактик, но и в тайны материи. Среди тех, кого увлекает строительство базы на Луне, есть и физики-теоретики. Луна была бы идеальным местом для создания лаборатории по исследованию элементарных частиц. Там можно было бы соорудить гигантский ускоритель, какой никогда не построить на Земле. Ведь по признанию экспертов, самая дорогая часть любого ускорителя — это специальное оборудование, позволяющее создавать вакуум. На Луне вакуум уже создан. В принципе физики могли бы заставить поток частиц двигаться вокруг Луны — устроить лунные «кругосветные гонки». Для этого было бы достаточно установить через каждую пару километров магнитные катушки вдоль всей Луны — вдоль трассы будущих «гонок». Эти катушки фокусировали бы поток частиц, создавая узконаправленный луч. На лунном «ускорителе» можно было бы смоделировать даже условия, царившие во Вселенной в момент ее зарождения.

Луна станет также идеальным местом для организации перелета к Марсу, ведь из-за ее малой силы притяжения осуществлять запуск пилотируемых кораблей и зондов будет экономичнее с лунной базы, чем с Земли. Луна может стать местом запуска спутников связи и телевизионных спутников, правда, в том случае, если топливо для их запуска, как и сами спутники, будут изготавливать на Луне.

Наконец, Луна — весьма подходящий объект для поиска следов внеземных цивилизаций. За минувшие четыре с половиной миллиарда лет Солнечная система миновала не менее полутора сотен звезд, возле которых могли быть и обитаемые планеты. Возможно, их жители заинтересовались Землей с ее уникальной атмосферой и использовали Луну в качестве исследовательской базы, а значит, оставили там следы своего пребывания.

«Луна — нетронутая целина археологов, — подчеркивает украинский астроном А.В. Архипов. — На ней можно найти немало удивительных образований, наводящих на размышления о древних строителях, опередивших нас на многие тысячи, а то и на миллиарды лет (подробнее о тайнах Луны можно прочитать в его книге, выпущенной издательством «Вече». — А.В.)».

Где спрятан лед

Но мы составляем наш бизнес-план все же не для ученых. Мы ищем коммерческих выгод. Пыль лунных дорог, сверкнувшая золотом, скоро уляжется. А нам бы научиться бесперебойно получать прибыль от лунных проектов. Если говорить о Луне с этой точки зрения, там найдутся ресурсы поинтереснее. Например, вода.

Нет, вы, конечно, правы, удивившись. Считается, что воды на Луне вообще нет — ни одной капли! А ведь она — ох как! — понадобится при освоении Луны. Вода нужна не только, чтобы пить, умываться и поливать растения в лунной оранжерее, но и для выработки энергии с помощью топливных элементов или синтеза кислорода из лунных пород. Если последнее удастся, то будущие лунные экспедиции получат возможность заправлять свои ракеты прямо на Луне, ведь кислород, наряду с водородом, — важнейший компонент ракетного топлива.

Так что, окажись на Луне вода, она стала бы «жидким золотом». До сих пор все проекты строительства базы или лаборатории на Луне отвергались, когда подсчитывали, сколько надо будет доставить туда воды. В этих цифрах тонула всякая мечта о покорении Луны. Сейчас доставка на Луну килограмма груза обойдется в 20 тысяч долларов. Значит, такова там цена литра воды. Всего же надо будет… Спонсоры морщатся, суммируя смету подобных проектов. Действительно, вода на Луне будет на вес золота.

Другое дело, если бы в недрах Луны нашлись запасы водяного льда. Тогда с ее освоением не помедлили бы.

Если бы нашлись… Астронавтам, бывавшим на Луне, она показалась мертвой пустыней. Так оно и есть. У Луны нет атмосферы, поэтому любой ручеек, любая лужица на ее поверхности испарились бы. Однако экспедиции зондов «Лунар Проспектор» и «Клементина» в девяностых годах подтвердили догадку о том, что в недрах планеты может быть водяной лед.

Так, автоматический зонд «Клементина» в период с 19 февраля по 5 мая 1994 года занимался радиокартографическими съемками разных районов Луны. При обработке данных, собранных в кратере Айткена, ученые заметили что-то необычное. Отражательная способность некоторых участков дна кратера была такой же, как у водяного льда, а вовсе не у песка, камня или слоев лавы.

Кратер Айткена, крупнейший кратер Солнечной системы, лежит на Южном полюсе Луны. Его диаметр — около 2500 километров, а глубина — 12 километров. Поскольку ось вращения Луны наклонена очень незначительно, солнечные лучи никогда не заглядывают на дно кратера Айткена. Температура здесь неизменно составляет около — 230 °С.

Несколько лет спустя состоялась экспедиция зонда «Лунар Проспектор». Его капсула, весившая 161 килограмм, врезалась в кратер, где ученые предположили наличие льда. После такого удара лед, если он имелся, должен был испариться. Когда эта «бомба» ударилась о поверхность Луны, в небо взлетели камни и пыль, разметанные в радиусе ста километров. Однако, исследовав содержимое этого грандиозного фонтана, ученые так и не пришли к единому выводу. Нельзя как-то однозначно высказаться о запасах воды на Луне.

Так, уже в начале XXI века группа астрономов под руководством Брюса Кэмпбелла с помощью телескопа обсерватории Аресибо исследовала некоторые кратеры на северном и южном полюсах Луны. По мнению Кэмпбелла, в этих кратерах могут находиться лишь кусочки льда размером с куриное яйцо, а то и со снежинку. Так что, — был его вывод, — добыча воды из лунного грунта станет сложным и дорогим занятием.

И все-таки некоторые ученые верят, что на обоих полюсах Луны, близ ее поверхности, скрываются огромные количества льда. В кратере Айткена предполагают найти замерзшее озеро объемом от 60 до 120 тысяч кубических метров. Ведь нашли же лед на Меркурии! По всей Солнечной системе — вплоть до Харона и Плутона — есть водяной лед. Почему Луна должна быть абсолютно сухой?

Лед мог пролежать там миллиарды лет. Вероятно, его занесли кометы, периодически падающие на Луну. Впервые подобную идею высказали еще в 1961 году американские исследователи. По всей Луне кометный лед таял, но в кратерах близ полюсов — как в холодильниках — мог сохраниться до наших дней.

Поданным, полученным зондами «Клементина» и «Лунар Проспектор», массив лунной пыли, устилающий эти кратеры, возможно, содержит до одного процента водяного льда. Всего, по оценкам ученых, на Луне его можно найти от 10 миллионов тонн до — полагают оптимисты — шести миллиардов тонн. На первых порах лед станет источником питьевой воды для будущих колонистов. В 2009 году поисками льда займется доставленный на Луну автоматический самоходный аппарат, напоминающий марсоходы «Спирит» и «Оппортьюнити».

Титанические усилия по добыче титана

Поиск льда на Луне — дело не только научное, но и коммерческое. Если выяснится, что запасы замерзшей воды велики и их хватит для многих колонистов, тогда Луна превратится в один огромный рудник — новую сокровищницу нашей планеты.

Как предполагается, Луна возникла около четырех миллиардов лет назад, когда Земля столкнулась с планетой размером с Марс. Тогда от нашей планеты оторвался огромный кусок и стал ее спутником — Луной. Раз уж она порождена «из нашего ребра», то содержит те же самые полезные ископаемые, что и земные недра.

Американский зонд «Галилео», запущенный в середине девяностых годов к Юпитеру, попутно показал, что Луна нашпигована рудами металлов, к тому же их легче добывать, чем у нас на планете. Здесь есть большие залежи железа, алюминия, металлов платиновой группы, а также титана — металла довольно редкого на Земле и потому дорогого.

Очевидно, в грунте есть и гелий-3, приносимый сюда солнечным ветром. Эксперты оценивают его количество в миллион тонн и даже планируют, как наладить его доставку на Землю с помощью небольших транспортных ракет. На Земле этот изотоп гелия встречается крайне редко. Используя его, можно было бы осуществить давнюю мечту физиков — получать энергию с помощью термоядерной реакции слияния гелия-3 и дейтерия. Реакторы данного типа работают при гораздо более низкой начальной температуре. Они являются экологически более чистыми, чем прежние модели реакторов, в которых соединяются тритий и дейтерий. На гелиевых реакторах меньше радиоактивных отходов. Впрочем, пока те и другие реакторы очень далеки от промышленного использования. Создание рентабельной термоядерной установки — одна из задач науки в XXI веке.