Путешествия к Луне

Рис. 1.19. Район кратера Коперник. Снимок космического телескопа «Хаббл». Рассмотреть более мелкие детали на лунной поверхности от Земли пока невозможно. Сравнивая этот снимок с предыдущим рисунком, мы видим, что опытный астроном — наблюдатель может поспорить по «зоркости» даже с космическим телескопом.

А пока японские специалисты, используя данные с зонда «Кагуйя», составили полные карты рельефа Луны и распределения на ее поверхности гравитационных полей. В 2005 г. карта рельефа Луны уже была составлена в США, однако на ней имелись крупные «белые пятна» в районе полюсов и другие недоработки. Зонд «Кагуйя» с помощью лазерного измерителя определил высоту примерно 6,8 млн точек на всей поверхности Луны. Оказалось, что разница между самой высокой и самой низкой точками на Луне составляет 19,8 км — это на 2 км больше, чем предполагалось ранее. «Кагуйя» впервые провел исследования такого рода на обратной стороне Луны. Эти материалы помогут при подготовке новых экспедиций на Луну и при создании там постоянных баз.

На окололунной орбите сейчас работает не только японский, но также индийский и китайский спутники. Для научных исследований Луна стала почти такой же доступной, как Антарктида. И так же, как с Антарктидой, уже понятно, что речь идет не только о научных экспедициях, но и о будущем разделе ресурсов этой планеты.

А для ученых Луна — по-прежнему загадочный и притягательный объект. Планетологи пытаются понять:

— имеет ли Луна металлическое ядро;

— существуют ли на Луне запасы воды;

— насколько велика тектоническая активность Луны; могут ли на ней действовать вулканы;

— почему своим строением и составом Луна так сильно отличается от 4 других тел земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс);

— как и где сформировалась Луна;

— как Луна повлияла на эволюцию Земли;

— что за странные «временные» явления порой наблюдаются на Луне;

— где остатки вещества комет, которые время от времени должны разбиваться о лунную поверхность. Если это те белые «свирлы», которые видны на фотографиях Луны, то можно считать, что долгожданное вещество из ядер комет уже почти у нас в кармане.

Рис. 1.20. Табличка с именами погибших космонавтов и маленькая скульптура, оставленные на Луне экипажем «Аполлона-15».

Желая разгадать лунные загадки и освоить лунные ресурсы, мы стоим сейчас перед дилеммой: кто будет исследовать Луну — люди или автоматы? Работа человека в космосе — опасное занятие: мемориалы погибшим космонавтам и астронавтам есть уже не только на Земле, но и на Луне: там его оставил экипаж «Аполлона-15» в виде маленькой фигурки в скафандре и таблички с именами героев. К счастью, на Луне еще никто не погиб, но стоит ли рисковать? Об этом нужно задуматься уже сейчас. В конце концов, важен результат, а не геройские прогулки по Луне. С другой стороны, трудно представить, что нынешние роботы способны заменить человека (см. главу 6). По-видимому, и нынешний, второй этап исследования Луны не обойдется без присутствия там человека.

И, наконец, еще одна, неожиданная, возможно, даже преждевременная проблема, но лучше подумать об этом заранее, чем заслужить упреки потомков. Нам нужно позаботиться о сохранении природной среды на Луне. К счастью, от идеи атомных взрывов там вовремя отказались, но мусор туда мы поставляем регулярно. Все экспедиции доставили с Луны на Землю около 382 кг лунного вещества, а на поверхности Луны уже скопилось более 170 тонн мусора — в основном остатки «Аполлонов» и наших «Лунников». В свое время проблема вывоза мусора встала перед исследователями Антарктиды и покорителями Эвереста. Похоже, в будущем придется строить завод по утилизации мусора и на Луне: не везти же все это обратно на Землю! К счастью, пока это не самая актуальная задача.

1.5. Наблюдаем Луну с Земли

Луна — царица неба. Это знает каждый любитель астрономии. Какой бы оптический инструмент ни появился у желающего полюбоваться ночным небом, в первую очередь он направит его на Луну. Половина нашей книги посвящена «путешествиям к Луне» с телескопом. Прочитав главы 2–5, вы узнаете, кто и когда составил первые карты Луны, кто первым навел на нее телескоп. Обычно первенство в этом приписывают Галилею, хотя исторические изыскания говорят, что он мог и не быть самым — самым первым. Тем не менее именно Галилей был в числе первых двух — трех «астрономов с телескопом», и как никто другой он продемонстрировал возможности этого простого, но удивительно полезного прибора.

1.5.1. Телескоп Галилея

Отмечая 400–летие создания телескопа, мы должны вспомнить о тех временах. Как известно, Галилео Галилей занялся экспериментами с линзами в середине 1609 г., после того как узнал, что в Голландии для потребностей мореплавания была изобретена зрительная труба. Ее создали в 1608 г., возможно, независимо друг от друга голландские оптики Ганс Липперсгей, Яков Мециус и Захария Янсен. Всего за полгода Галилею удалось создать мощный астрономический инструмент и сделать ряд изумительных открытий.

Рис. 1.21. Очки появились за несколько столетий до телескопа.

Успех Галилея в совершенствовании телескопа нельзя считать случайным. Итальянские мастера стекла уже основательно прославились к тому времени: еще в XIII в. они изобрели очки. И именно в Италии была на высоте теоретическая оптика. Трудами Леонардо да Винчи она из раздела геометрии превратилась в практическую науку. «Сделай очковые стекла для глаз, чтобы видеть Луну большой», — писал он в конце XV в. Возможно, хотя этому и нет прямых подтверждений, Леонардо удалось изготовить телескопическую систему.

Рис. 1.22. Схема зрительной трубы (рисунок Леонардо да Винчи): cd — линза объектива, АВ — тубус-бленда объектива, EF — тубус окуляра, тп — хрусталик глаза наблюдателя, расположенный за линзой окуляра.

Оригинальное исследование по оптике линз, зеркал и призм провел в середине XVI в. итальянец Франческо Мавролик (1494–1575). Его соотечественник Джованни Батиста де ла Порта (1535–1615) посвятил оптике два великолепных произведения: «Натуральная магия» и «О преломлении». В последнем он даже приводит оптическую схему телескопа и утверждает, что ему удавалось видеть на большом расстоянии мелкие предметы. В 1609 г. он пытается отстаивать приоритет в изобретении зрительной трубы, но фактических подтверждений этому оказалось недостаточно. Как бы то ни было, работы Галилея в этой области начались на хорошо подготовленной почве. Но, отдавая должное предшественникам Галилея, будем помнить, что именно он сделал из забавной игрушки работоспособный астрономический инструмент.

Свои опыты Галилей начал с простой комбинации положительной линзы в качестве объектива и отрицательной линзы, дающей трехкратное увеличение, в качестве окуляра. Сейчас такая конструкция называется театральным биноклем. Это самый массовый оптический прибор после очков. Разумеется, в современных театральных биноклях В качестве объектива и окуляра применяются высококачественные просветленные линзы, иногда даже сложные, составленные из нескольких стекол. Они дают широкое поле зрения и отличное изображение. Галилей Же использовал простые линзы как для объектива, так и для окуляра. Его телескопы страдали Сильнейшей хроматической и Сферической аберрацией, т. е. давали размытое на краях и не Сфокусированное в различных цветах изображение.

Рис. 1.24. Телескоп Галилея — один из величайших научных инструментов всех времен. Сегодня каждый из нас может за вечер сделать такой же оптический инструмент и, взглянув на небо, ощутить себя Галилеем.