100 великих тайн космонавтики - Станислав Славин

Так что когда 40 с лишним лет тому назад на Луне, районе Моря Спокойствия, высадились американские астронавты, многих постигло разочарование. На деле на Луне не удалось обнаружить ни малейших следов лунатиков, цирки оказались просто метеоритными кратерами, а в лунных морях не оказалось ни капли воды.

«Чандраян-1» на старте

Однако – удивительное дело! – ныне с каждым годом воды на Луне становится все больше. Это, впрочем, не значит, что ее откуда-то привозят космические танкеры. Просто ученые обнаруживают все новые водные запасы на самой Селены. Причем подчас в таких местах, которые недавно считались абсолютно сухими.

Тут, видимо, надо пояснить, что заявление о больших запасах воды было сделано учеными после того, как в 2009 году НАСА нанесло по спутнику Земли… ракетный удар! Точнее, на Луну была сброшена последняя ступень ракеты-носителя. А находившийся на окололунной орбите зонд с помощью прибора, разработанного российскими учеными, определил в продуктах взрыва наличие воды.

Это открытие затем было подтверждено с помощью радаров индийского зонда «Чандраян-1». Причем оказалось, что на сравнительно небольшом участке в районе Северного полюса имеются аж 40 кратеров, заполненных льдом. Их диаметры – от 2 до 15 км, а воды в них – огромное озеро; по самым скромных оценкам – около 600 миллионов т.

Однако больше всего исследователей Массачусетского технологического института и их коллег во всем мире обрадовало, что водные запасы есть также в реголите – лунном грунте, покрывающем всю поверхность Луны и достигающем толщины в десятки метров. Причем, по мнению экспертов НАСА, получить из реголита воду очень просто – нужно лишь нагреть грунт до комнатной температуры. Причем в тонне такого грунта содержится 50–55 л воды.

То есть, говоря иначе, в некоторых районах Луны, получается, воды больше, чем в некоторых регионах Земли. Например, в кратере Кебеус содержание воды доходит до 8,5 % от общего объема грунта. А в песках пустыни Сахары – всего около 5 %.

Понятное дело, некоторые ученые предлагают использовать немалые водные ресурсы Луны для выращивания овощей и фруктов. В Аризонском университете даже разработан прототип оранжереи для этих целей, поскольку лунный грунт, как оказалось, вполне годится для роста и развития земных растений.

А дальше – больше. Ныне астрофизик Фрэнсис Маккабин из Института Карнеги (Вашингтон, США) и его коллеги-астрономы весьма серьезно рассуждают о гидросфере Луны. То есть, говоря попросту, они полагают, что некогда вода накатывала на местные пляжи огромными волнами – ведь сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле.

Ученые уверяют: вода здесь распределена по всей поверхности. Но находится в связанном виде – входит в состав лунных пород, а также содержится в виде льда. Причем, по предварительным прикидкам, воды этой в 100 раз больше, чем считалось ранее.

Исследователи столь основательно «замочили» Луну, еще раз проанализировав образцы пород, привезенных астронавтами на «Аполлонах». С помощью новейшей аппаратуры они изучили лунные камни и грунт на предмет содержания в них гидроксила (ОН). А по гидроксилу вычислили общее количество воды, которая когда-то его окружала. А потом почему-то испарилась. Возможно, в результате какой-нибудь чудовищной катастрофы – например, соударения Луны с каким-то массивным астероидом.

«Если взять всю воду, запертую внутри пород Луны, и разлить по поверхности, то она создаст метровый слой», – подвел итоги расчетов Маккабин.

Проверить, так ли много на Луне воды, как говорят теоретики, исследователи намерены во время будущих лунных экспедиций. Так, Россия планирует запустить в 2012–2013 годах две межпланетные станции для исследования полюсов Селены, сообщил директор Института космических исследований РАН академик Лев Зеленый.

Станции «Луна-Глоб» и «Луна-Ресурс/1» совершат две посадки в полярных областях Луны. «Поскольку Луна не такая сухая, как казалось еще недавно, там можно обнаружить не только лед, но и, возможно, какую-то органику, как на кометах», – отметил академик Зеленый.

А в дальнейшем, после 2015 года, Россия планирует создать на Луне посадочную базу для автоматических космических аппаратов, сообщил генеральный директор – генеральный конструктор Научно-производственного объединения им. Лавочкина Виктор Хартов. Согласно проекту «Луна-Ресурс/2», предусматривается создание унифицированной посадочной платформы. На ней будет располагаться луноход с большим радиусом действия. Обследовав заданные районы, он вернется к платформе и переправит собранные образцы в ракету, которая затем стартует обратно на Землю.

В России накоплен огромный опыт исследования естественного спутника Земли, напомнил глава НПО им. Лавочкина. Теперь у нас есть шансы вписать новые страницы в эту славную историю.

На Селену за гелием?

Специалисты НАСА, исследовавшие объем водных ресурсов Луны, заодно обнаружили следы наличия в грунте многих других элементов, в том числе серебра, ртути, углекислого газа, аммиака, магния. Это открытие может стать дополнительным аргументом для создания обитаемой базы на поверхности Луны, пишет The Wall Street Journal.

Ну а наши специалисты больше уповают на возможную добычу на Луне гелия-3. Этот изотоп, как полагают специалисты, может оказаться заменой дейтерию и тритию в реакциях термоядерного синтеза. Добывать и тот и другой изотоп водорода из обычной воды удается лишь с очень большими затратами. Кроме того, тритий – изотоп очень агрессивный. Так что его замена гелием-3 может оказаться вполне рациональной. Тем более что синтез дейтерия и гелия-3 практически радиационно безопасен, так как в этом случае используются только I стабильные ядра и не возникает неудобных нейтронов, которые бесполезно уносят энергию.

Только вот где взять гелий-3 в достаточных количествах? На Земле его практически нет. Гелий, хотя и постоянно выбрасывается в атмосферу в результате радиоактивных процессов в недрах Земли, не задерживается и быстро улетает в космическое пространство. А изотопа гелия-3 там вообще нет. Правда, его достаточно много в солнечном ветре, но он через радиационные пояса Земли и ее атмосферу практически до нас не доходит. Потому взгляды энергетиков и обратились к Луне.

Когда в руках ученых оказался лунный грунт, выяснилось, что в поверхностной породе, реголите, гелия-3 содержится сотая доля грамма на тонну. А всего на Луне этого изотопа может оказаться около миллиона тонн! Если бы весь этот запас удалось превратить в энергию, землянам хватило бы ее на 10 тысяч лет. На один год нам потребовалось бы около 100 т гелия-3. Это примерно четыре рейса с Луны «челноков» типа шаттл.

Правда, до погрузки на космический грузовик нужно этот изотоп добыть, переработав прямо на Луне десятки тысяч тонн реголита. Сегодня эта задача невыполнима. Однако академик РАН, член бюро Совета по космосу Эрик Галимов считает, что доставка гелия-3 с Луны «может стать реальностью уже через 30–40 лет», если работы в этом направлении начать уже сегодня. По его словам, на разработку программы по добыче гелия-3 потребуется 25–30 миллионов долларов. Не так уж много по космическим меркам. Да и по земным тоже, если учесть, что ликвидация последствий аварии на японской АЭС «Фукусима-1» обойдется намного дороже. И ныне пока никто не берется даже сказать насколько…

А вот гелий-3 для термоядерного синтеза является идеальным топливом. При его использовании не возникает радиации, поэтому не встает проблемы захоронения ядерных отходов.

Эксперты РКК «Энергия» даже как-то брались создать постоянную станцию на Луне уже к 2015 году, а с 2020 года начать промышленную добычу на спутнике Земли гелия-3. Но этот уж они хватили через край. Столь оптимичстический вариант развития событий возможен, наверное, лишь в том случае, если бы человечество бросило заниматься всякого рода войнами, текущими делами и все средства, силы и производственные мощности направило бы лишь реализацию этой программы.

Тогда, глядишь, и роль МКС намного возросла. И работы по созданию пилотируемых кораблей нового поколения и межорбитальных буксиров типа «Паром» намного ускорились бы.

Во всяком случае, по мнению специалистов ведущего космического предприятия России, Центра имени М. В. Хруничева, колонизация других планет должна начаться с создания сборочной платформы на низкой околоземной орбите. Именно на этой станции-верфи из отдельных модулей будут строиться межпланетные корабли примерно по той же технологии, как создавалась нынешняя Международная космическая станция (МКС).

Следующий этап – развертывание лунной орбитальной станции. База на орбите нашего естественного спутника позволит исследовать Луну и управлять автоматами на ее поверхности без запаздывания сигнала (до Земли сигнал идет чуть более секунды).

Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева