1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Наука и техника

Планы ученых по освоению естественного спутника Земли

07.04.2008

Сегодня передача «Наука и Техника» посвящена вопросам астрономии и космоплавания. Речь пойдет о планах земных ученых по освоению естественного спутника Земли: о поиске воды на ее поверхности, установке телескопа на обратной стороне Луны и о создании первого частного робота-лунохода. Так, американское космическое агентство NASA в настоящее время занято подготовкой миссии LCROSS. Слово LCROSS является аббревиатурой от Lunar Crater Observation and Sensing Satellite, что в переводе с английского означает «Спутник для наблюдения и прощупывания лунных кратеров». Астрономы со всего мира приехали в Калифорнию, чтобы совместными усилиями подготовить массированный удар по Луне. При этом материя, составляющая поверхность Луны будет выброшена в открытый космос, где его состав сможет проанализировать американский зонд-разведчик.

Нашей целью является возвращение на Луну, которую мы намерены использовать в качестве стартовой площадки для будущих миссий в глубины космоса. Не позднее 2008 года мы приступим к высадке серии роботов на лунную поверхность, в задачу которых будет входить подготовка будущих пилотируемых миссий.

В январе 2004 года американский президент Джордж Буш поставил перед NASA задачи по освоению космоса на ближайшее десятилетие, и теперь американское космическое агентство прилагает все усилия, чтобы выполнить наказ президента. Освоение Америкой Луны начнется в этом году с запуска беспилотного разведывательного зонда. Так называемый Lunar Reconnaissance Orbiter будет находиться на окололунной орбите. Одновременно планируется обстрел поверхности Луны при помощи зонда LCROSS:

В ходе реализации программы Аполлон в конце 60-х начале 70-х годов прошлого века американские астронавты совершили высадку в районе лунного экватора. Однако на обоих полюсах Луны пока еще не ступала не только нога человека, но и колесо лунохода . Тем не менее, нескольким беспилотным зондам, пролетавшим над полярными областями , удалось сделать неожиданное открытие. На внутренних стенках кратеров – там, где царит вечная темнота, и куда никогда не проникает луч солнца, зонды-разведчики обнаружили замерзший водород. При низких температурах он может храниться там миллионы лет. Опасность испарения под влиянием солнечного тепла ему не грозит. Однако для того, чтобы проверить правильность нашей гипотезы, нам необходимо осуществить высадку в этой местности.

Указывает Баттлер Хайн (Buttler Hine) заместитель главного руководителя научной программы НАСА по проведению беспилотных исследований Луны при научно-исследовательском центре имени Эймса (Ames) в Калифорнии. Тем временем Scott Horowitz из штаб-квартиры НАСА в Вашингтоне особое внимание обращает на тот факт, что зонд не просто опустится на поверхность Луны, а весьма агрессивно войдет с нею в контакт. Катастрофа запрограммирована. Зонд разлетится на мелкие кусочки, разбившись о стенку кратера Шеклтона (Shakletone) на южном полюсе Луны. Во имя науки, само собой разумеется. Однако прежде чем зонд-разведчик на манер космического камикадзе сам пойдет на таран, ему предстоит стать свидетелем другого взрыва. Дело в том, что сначала на поверхность Луны упадет верхняя ступень ракеты, доставившей зонд на окололунную орбиту. При этом зонду нужно будет провести анализ состава пыли, поднявшейся после падения отгоревшей ступени ракеты на Луну. Говорит Дэн Андрюс (Dan Andrews) руководитель миссии LCROSS при исследовательском центре имени Эймса в Moffet Field.

На месте столкновения ракеты с Луной возникнет гигантский пылевой столб, состоящий из смеси различных субстанций. Не исключено, что в их числе окажутся и частицы замерзшей воды. Площадь кратера, образовавшегося в результате удара, будет величиной примерно с футбольное поле. А его глубина составит 5 метров. Выброшенной в космос лунной материи будет достаточно, чтобы десять раз заполнить грузовой отсек космического челнока. Фонтан поднимется на высоту 50-ти километров над кратером. За его формированием астрономы смогут наблюдать непосредственно из земных обсерваторий при помощи телескопа.

Миссия LCROSS стоит относительно недорого, поскольку отгоревшая ступень ракеты все равно бы пришлось отстреливать, чтобы она впоследствии сгорела в верхних слоях земной атмосферы. А так ее утилизация послужит науке. После падения ракеты на поверхность Луны разведывательный зонд LCROSS приступит к непосредственному выполнению своей задачи. Сначала он будет наблюдать за событием с безопасного расстояния, а затем пролетит через поднятый столб лунной пыли.

Как только пылевой фонтан сформируется, зонд LCROSS приступит к выполнению своей миссии. Сначала он займется анализом элементов, из которых состоит материя фонтана. Кроме того, мы намерены проследить за процессом испарения льда при его контакте с солнечным теплом. Пылевой столб, как таковой, просуществует лишь несколько часов, однако пыль, выброшенная в экзосферу луны, продержится в ее внешней оболочке несколько суток.

Данные, полученные американскими космическими зондами Lunar Prospector и Clementine, свидетельствуют о возможном существовании замерзшей воды на Луне, из которой можно будет впоследствии добывать питьевую воду, кислород для дыхания экипажа, и топливо для моторов космических кораблей. Задача зонда LCROSS подтвердить предположения ученых.

Другой проект американцев предусматривает установку телескопа на обратной стороне Луны. Астрономам хорошо известно, что чем короче расстояние, отделяющее наблюдателя от наблюдаемого объекта, и чем меньше помех, вызываемых дрожью воздуха и другими атмосферными явлениями, тем выше качество полученного изображения. А потому астрономы строят свои обсерватории на высокогорных плато или отправляют телескоп прямиком в космос. В настоящее время американское космическое агентство NASA работает над созданием лунного телескопа. Рассказывает Жаклин Хьюит (Jacquelin Hewitt), сотрудница института астрофизических и космических исследований при Массачусетском технологическом институте, который одним из первых приступил к воплощению давней мечты астрономов – установке телескопа на обратной стороне Луны. 500 тысяч американских долларов получили ученые на создание опытной модели:

В настоящее время мы заняты установкой прототипа нашего телескопа в западной Австралии. Там мы надежно защищены от помех, исходящих от земных теле- и радиостанций, диапазон волн которых отчасти совпадает с диапазоном, в котором мы намерены исследовать вселенную. Но и в пустыне наши наблюдения осложнены наличием в ионосфере электрически заряженных частиц. Тем временем обратная сторона луны полностью защищена от такого рода излучения и является идеальным местом для наблюдения за глубинами вселенной .

Жаклин Хьюит и ее коллеги работают над созданием радиотелескопа, основное преимущество которого перед оптическими собратьями заключается в том, что для его создания не нужно строить огромные тарелки-отражатели. Для функционирования радиотелескопа достаточно расставить несколько приемников по периметру и связать их между собой кабелем. Однако у этой модели есть и свои недостатки.

Нас беспокоит вес всей конструкции – ведь мы хотим покрыть сетью антенн два квадратных километра лунной поверхности. Пока что масса прототипа не превышает максимально допустимого веса, который ракеты американского космического агентства NASA в состоянии доставить на Луну. Однако в конечном итоге нам нужно будет связать все приемники в единую систему. И, что не везти на Луну многие километры кабеля, мы решили обеспечить обмен данными между отдельными частями радиотелескопа при помощи лазера .

Установка радиотелескопа на Луне будет происходить в автоматическом режиме. Около 500 небольших стационарных антенн раскроются автономно и густой сетью покроют двухкилометровый периметр. Схожие планы вынашивает и Европа. Аэрокосмический и оборонный концерн EADS также работает над созданием лунного радиотелескопа. Основное отличие европейской модели от американкой состоит в том, что у европейцев вместо лазера использован кабель, а посадочный модуль одновременно является центральной станцией.

Обратная сторона Луны привлекает нас абсолютной радио тишиной, которую мы не намерены нарушать. И чтобы не загрязнять эфир радиоволнами, для обмена данными между антеннами мы намерены использовать кабель. Антенны будут выстреливаться из центральной станции на расстояние в 500 метров. Представьте себе эдакого ежа, ощетинившегося сотнями гарпунных пушек, из которых вылетают стрелы-антенны, связанные с посадочным модулем при помощи кабелей.

При помощи лунного телескопа ученые надеются на практике доказать существование высокоэнергетических частиц нейтрино. Говорит астроном Хайно Фальке (Heino Falke) из Голландского университета Radboud в городе Неймеген.

Это весьма таинственные частицы. Нам известно только то, что они существуют. Однако мы не знаем, откуда они к нам приходят . Мы полагаем, что нейтрино образуются при столкновении больших скоплений галактик, во время которого они получают заряд чрезвычайно высокой для элементарных частиц энергии, позволяющей им передвигаться по пространству со скоростью, приближающейся к скорости света . Для наглядности приведу следующий пример: чтобы разогнать до скорости нейтрино мячик для гольфа необходимо совокупное количество энергии, вырабатываемое на Земле в течение десяти миллионов лет.

Проведение лунных исследований долгое время было прерогативой крупных государственных космических агентств. Напомню, что вплоть до 2004 года существовала государственная монополия и на полеты в космос, пока Бёрт Рутан (Burt Rutan) не создал первый в мире частный космический корабль SpaceShipOne. За это достижение он получил дотированную десятью миллионами американских долларов премию X-Prize. В настоящее время объявлен новый конкурс. На этот раз ставка повышена до 30 миллионов долларов. Эти деньги достанутся частной компании, первой сумевшей высадить на поверхность спутника Земли робот-луноход. В конкурсе принимают участие 10 коллективов ученых: семь из США и три из Европы. Среди европейцев наиболее предприимчивыми оказались итальянцы, англичане и румыны. Итальянцы окрестили созданного ими робота Амалией. Амалия представляет собой паукообразный зонд на шести ногах, который в настоящее время бегает по Миланскому Политехническому Университету. Говорит Грег Мариньяк (Gregg Maryniak), исполнительный директор компании X-Prize, объявившей лунный конкурс.

Мы инициировали гонку, цель которой включить Луну , эту оффшорную зону нашей планеты , в сферу экономической активности человека.

В данном случае абсолютно не важно, чем будет заниматься робот на Луне, добычей полезных ископаемых, проведением научных исследований или просто прогулкой по лунной поверхности. Экономический стимул заключается в получении призовых денег в размере 30 миллионов долларов.

Для того чтобы отправить человека на Луну, необходимо инвестировать многие миллиарды долларов. Людям необходим кислород для дыхания, продукты питания и обратный билет на Землю. Роботам же возвращаться домой не обязательно. Достаточно билета в один конец, что значительно уменьшает расходы. И, тем не менее, полет на Луну удовольствие не из дешевых. Поэтому я надеюсь, что инженеры найдут новый, более экономичный подход к решению этой проблемы. Им придется уложиться в 20- 30 миллионов долларов. Но даже если они потратят 40 миллионов, расходы не превысят десятой доли средств, которые обычно выделяет на подобные миссии правительство Соединенных Штатов.

20 миллионов долларов получит компания, посадочный модуль которой первым достигнет Луны и в автономном режиме начнет передвигаться по лунной поверхности. Второе место дотировано десятью миллионами. Произойти это событие должно до 1 января 2012 года. По прошествии этого срока размер премиальных будет автоматически сокращен на 5 миллионов. Это условие призвано ускорить творческий процесс в конструкторских бюро. Дополнительно пять миллионов долларов получит зонд, которому удастся доказать наличие замерзшей воды на южном полюсе Луны. Однако размера премиальных вряд ли хватит на то, чтобы покрыть расходы отдельных компаний.

Пол Ален ( Paul Allen ) вложил в создание первого частного коммерческого корабля SpaceShipOne 30 миллионов долларов. После обеды в конкурсе ему удалось получить 10 миллионов премиальных. Казалось бы, убыток запрограммирован. Однако после успешного завершения полета к нему обратился Ричард Брэнсон ( Richard Branson ) из фирмы Virgin Gallactic и заказал сразу шесть подобных кораблей. И вот тогда дела у Пола Алена пошли в гору. Наша компания Odyssey Moon готова инвестировать большие средства, для того чтобы высадить на Луну первого робота, созданного частной фирмой . Этот маленький шаг станет огромным событием в истории частной космической промышленности.

Убежден Роберт Ричардз (Robert Richards), основатель британской компании Odyssey Moon, ровер которой также участвует в лунном конкурсе.

Мы в состоянии осуществить эту миссию в два раза скорее и в четыре раза дешевле, нежели NASA .

Утверждает Dante Lauretta – вице-президент американской компании Astrobotics, панирующий отправить свой луноход в область моря спокойствия, где в свое время совершил посадку корабль Apollo 11. Ровер компании Astrobotics займется поиском реликвий, оставшихся от единственной пилотируемой миссии NASA на Луне: будь-то американский звездно-полосатый флаг или отпечатки ног Нейла Армстронга. Так же и здесь чисто экономический интерес превалирует над научно-историческим. В случае успеха компания из Аризоны получат дополнительно 5 миллионов долларов.