Посвящается тем, кто мечтал о Луне, и тем, кто побывал на ней.

Предисловие

Завершившийся 2009 год для исследователей Луны особенный: 400 лет назад телескоп Галилея открыл нам Луну как планету с ее оригинальной и до сих пор еще не разгаданной природой; 50 лет назад начался ракетный штурм Луны, а 40 лет назад человек впервые ступил на ее поверхность. Сегодня автоматы исследуют Луну, а люди готовятся к новым – теперь уже долговременным – экспедициям к нашему вечному спутнику. Луна стала первым из внеземных миров, с которым соприкоснулся человек. Первым и до сих пор единственным: дальше пошли только автоматы. И хотя принято говорить, что будущее человечества – в космосе, в действительности это не очевидно. Космическая среда крайне враждебна для человека. Полеты в дальний космос требуют колоссальных ресурсов и пока еще не дают адекватной отдачи. Экспедиции к Луне должны показать, насколько оправданы полеты человека в космос, насколько безопасны они для самого человека и для экологии Земли, и нет ли смысла ограничиться использованием роботов для изучения и эксплуатации космического пространства.

Но как бы ни была решена эта проблема в будущем, мы с вами, уважаемые читатели, навсегда останемся в истории человечества как первое поколение людей, вышедшее в космическое пространство и достигшее иных небесных тел. Авторы посвящают эту книгу тем, кто сделал возможными и сам осуществил первые шаги человечества в космос.

В. Г. Сурдин. Планета Луна

1.1. Луна – наше второе Солнце

«Джентльмены, каждый из вас, конечно, видел Луну или, по крайней мере, слышал о ней», – такими словами президент Барбикен из романа Жюля Верна начал свою знаменитую речь перед членами «Пушечного клуба» в Балтиморе (штат Мэриленд), доказывая целесообразность посылки снаряда на Луну. Не прошло и ста лет с момента публикации замечательного произведения французского мечтателя «С Земли на Луну» (1865 г.), как к Луне действительно были посланы «снаряды», подтвердившие не только идею, но и многие технические детали, рожденные фантазией писателя. А спустя еще полвека, то есть в наши дни, уже ведутся разговоры не только об исследовании Луны, о сооружении на ней постоянно действующих научных станций, но также и об эксплуатации ее ресурсов и даже – чего бы очень не хотелось! – о разделе лунной территории. И это при том, что наши современники, за исключением настоящих любителей астрономии, знают о Луне не больше, чем люди XIX в. Яркое городское освещение мешает многим из нас замечать на небе Луну, так что едкая реплика Барбикена «…или, по крайней мере, слышал о ней» не потеряла актуальности.

А в самом деле, так ли уж важна для городского жителя Луна? Сегодня мы, наверное, и не заметили бы ее исчезновения с небосклона, но еще недавно… Мудрый Козьма Прутков говорил, что Луна важнее Солнца, ибо Солнце светит днем, когда и без того светло… В этой шутке виден глубокий смысл: когда-то Луну называли «ночным светилом»; для многих людей она действительно была, а для некоторых и сегодня остается важнее Солнца. Например, жители южных степей и пустынь высоко ценят лунные ночи, дающие им возможность путешествовать, не страдая от дневного зноя.

Рис. 1.1. Восход полной Луны – незабываемое зрелище! Фото: Stefan Seip.

Чем внимательнее мы изучаем окружающую природу, тем больше пользы замечаем от присутствия Луны рядом с Землей. Биологи даже предполагают, что вызванные Луной морские приливы способствовали выходу жизни из вод на сушу, а значит, и нашему с вами появлению. Астрономические расчеты показывают, что в далеком прошлом Луна была значительно ближе к Земле, чем сегодня, вызванные ею приливы были намного выше и оказывали более сильное влияние на жизнь прибрежной полосы.

Благотворное влияние Луны заметно и в наши дни: астрономы выяснили, что под действием гравитации Луны постоянно замедляется вращение Земли и тем самым удлиняются сутки. В отдаленном прошлом земные сутки длились всего несколько часов. В будущем же Луна обеспечит нам сутки продолжительностью более нынешнего месяца. Если в ту далекую эпоху кофе еще будет в изобилии, то за такой длинный день мы станем успевать многое, а в течение столь же длинной ночи обязательно найдем время, чтобы полюбоваться Луной. Возможно, появятся даже особые туристические маршруты в то полушарие Земли, над которым постоянно будет видна Луна: ведь ее бег относительно земной поверхности в далеком будущем остановится.

Рис. 1.2. Две ночные красавицы – Венера и Луна. Фото: Jay Ouellet.

Прошу у читателя прощения за шутливый тон. Просто я очень люблю эту загадочную планету, волею судьбы расположенную так близко от нас. Впрочем, если вы держите в руках эту книгу, значит, и вам Луна не безразлична. Трудно угадать, когда и как Луна впервые привлекла ваше внимание. Каждый из нас по-своему «лунатик»; у каждого был свой путь к Луне…

Мои сверстники и я выросли в докомпьютерную эпоху, когда никакой «виртуальной реальности» еще не существовало и даже телевизор был редким устройством, а его черно-белое изображение – скверным. Нечасто нам попадались и детские иллюстрированные книги, поэтому с большинством природных явлений мы впервые знакомились, что называется, вживую. Моя близкая встреча с Луной произошла 40 лет назад, когда я смотрел в самодельный телескоп. Испытанное тогда потрясение было одним из мотивов, которые позже привели к выбору профессии астронома и к неугасающему желанию путешествовать по Луне. С тех пор я часто «путешествовал» по ней, сидя у окуляра уже вполне профессионального телескопа, а в последние годы – еще и у монитора, виртуально участвуя в захватывающе увлекательных экспедициях роботов и астронавтов. При этом каждый раз я думаю о том, какое это везение – наличие у Земли такого замечательного спутника. Ведь ничего подобного нет ни у одной из планет земной группы: Меркурий и Венера вообще лишены спутников, а марсианские Фобос и Деймос – просто карлики, никакого сравнения с нашей Луной! К тому же они весьма опасны: как известно, Фобос постепенно приближается к Марсу и со временем упадет на него.

А теперь давайте поговорим о Луне всерьез. В этой книге мои коллеги и я хотим рассказать о Луне самое главное, мы хотим познакомить вас с ней поближе – ведь это ближайшая к нам планета. Правда, мы называем ее спутником Земли, но это еще спорный вопрос – кто чей спутник. Ни у одной из планет, кроме нашей, нет такого относительно крупного спутника: астрономы нередко называют Землю и Луну «двойной планетой». Даже по абсолютным параметрам – размеру, массе – она не так уж сильно уступает Меркурию и Марсу. Так что, не будь она связана с Землей, Луна вполне могла бы встать в один ряд с другими планетами земной группы.

К Луне проявляют особый интерес люди нескольких профессий. В первую очередь планетологи. Ведь Луна – настоящий музей истории Солнечной системы. Вода, ветер и движение земной коры быстро уничтожают на Земле следы космических происшествий и память о собственной «жизнедеятельности» Земли, а на лунной поверхности такие следы сохраняются миллиарды лет. Мы сможем многое узнать о прошлом Земли, если будем внимательно изучать Луну. Не исключено даже, что мы найдем там древние образцы с Земли – ведь обнаруживаем мы на Земле метеориты с Луны. Есть надежда, что на Луне обнаружится и вещество комет, причем не с поверхности их ядер, а из самой их сердцевины: ведь при ударе о Луну ядро кометы должно разрушаться. Планетологи надеются, что по Луне они «прочитают» историю Солнечной системы.

И у астрофизиков свой интерес к Луне. Им, в общем-то, не очень важно, откуда она взялась; главное – ее можно использовать для научных исследований. Во-первых, Луна – отличная заслонка: это знает каждый, кто любовался солнечной короной во время затмения. Луну в качестве «ширмы» астрофизики особенно часто использовали в период развития радиоастрономии, и до сих пор используют в рентгеновской и гамма-астрономии для сканирования тех объектов, тонкую структуру которых не может разрешить телескоп. Даже в оптической астрономии, для которой характерна высокая четкость изображений, Луна еще служит полезным экраном при измерении размеров звезд и структуры тесных звездных систем: скрываясь за краем лунного диска или появляясь из-за него, звезда последовательно демонстрирует разные части своей поверхности. В ближайшее время астро-физики намерены использовать Луну как детектор космических частиц и гравитационных волн, а также для проверки общей теории относительности Эйнштейна и вообще для обнаружения тонких гравитационных эффектов. Ведь сегодня с помощью лазерного луча расстояние до Луны измеряется с точностью до нескольких миллиметров!

Рис. 1.3. Так в конце XIX в. астрономы представляли себе лунный пейзаж. В целом недалеко от истины, хотя крутизна склонов существенно преувеличена. Поверхность Луны очень древняя, поэтому рельеф там выровнялся. Художник верно передал особенность лунного неба: днем на нем можно увидеть звезды. Правда, на фотографиях, доставленных с Луны, звезд не видно: слишком коротка экспозиция. Зато астронавты «Аполлона-16» изучали их (днем!) в телескоп. Рисунок из книги «Recreations in Astronomy» (1879) Н. D. Warren D. D.

Низкая, но все же вполне ощутимая сила тяжести делает Луну привлекательной для космонавтики: там есть сырье для производства и энергия солнечного света, есть возможность укрыться под поверхностью от космической радиации и перепадов температуры. Работать на поверхности или под поверхностью Луны существенно удобнее, чем в открытом космическом пространстве, не имея точки опоры. Поддерживать физическое состояние человека на Луне значительно легче, чем в невесомости. Старт ракеты с лунной поверхности намного проще и дешевле, чем с Земли или даже с околоземной орбиты. Поэтому на начальном этапе освоения Солнечной системы, которое еще впереди, роль Луны будет очень важна.

Как видим, Луна полезна, интересна и загадочна. Но мы до сих пор мало знаем о ней, хотя и начали изучать ее раньше, чем, например, океанское дно.

Рис. 1.4. Кто бы из нас не хотел побродить по террасам этих удивительных кратеров, тем более, что рюкзак будет в 6 раз легче, чем на Земле? На обратной стороне Луны, где расположены эти кратеры (10° ю. ш., 162° в. д.), не ступала пока нога человека и даже не прилунялся ни один автомат. Фото: «Аполлон-10».

Детальные карты видимого полушария Луны были составлены в начале XIX в., а столь же детальные карты дна океанов Земли – только к концу XX в. Однако возможности наземной астрономии по изучению Луны довольно быстро оказались исчерпаны. Наступила эпоха ее прямого изучения с помощью роботов и астронавтов. Это дорогостоящие экспедиции, но результаты себя оправдывают. Важно, что ученые уже поняли: Луна – такой же доступный и интересный объект, как глубоководные разломы или купол Антарктиды. Туда можно планировать экспедиции и находить для них средства.