Prečo úspech prieskumu Mesiaca priamo závisí od „boja hypotéz“o jeho pôvode
Medzi teóriami o pôvode Seleny už dlho existuje vážny boj: americkí vedci sa domnievajú, že ju „vyrazili“Zem úderom starej mŕtvej planéty a ich kolegami z Ruska a Izraela - že nedošlo k žiadnym eschatologickým zrážkam planét. To, ako pozemšťania preskúmajú Mesiac, závisí od toho, ktoré z nich je správne.
Na prvý pohľad je ruch okolo pozemského satelitu tajomný. Na jednej strane kolonizácia Mesiaca nemá zmysel: jeho plocha (približne 1/14 zemskej plochy) je približne rovnaká ako plocha tropických a arktických púští Zeme; medzitým sa ovládajú aj pozemské púšte veľmi pomaly a vývoj Mesiaca bude stáť rádovo viac. Názor nadšencov, že je tu hélium-3 a je to dobrý dôvod na prieskum Mesiaca, je v rozpore so známou skutočnosťou: energeticky priaznivá termonukleárna reakcia sa ešte nedosiahla ani v prípade deutéria, zatiaľ čo zapálenie hélia-3 je rádovo ťažšie a leží mimo. predvídateľná budúcnosť ľudstva. Na druhej strane jedna moc za druhou plánuje v tomto roku nové pristátie na Mesiaci. Otázka znie: prečo?
Správna odpoveď na túto otázku je jednoduchá: vedecký závod a závod so zdrojmi je „zmiešaný“s rasou prestíže. Ak sú neamerické hypotézy o pôvode pozemského satelitu správne, je tu veľa vody a vo forme vodného ľadu, ktorý je vhodný na vývoj. V prítomnosti vody je možné pestovať suchozemské plodiny na lunárnom regolite - takéto experimenty už boli úspešne vykonané. S vodou a jedlom, ako aj so zdrojom kyslíka bude oveľa, ľahšie a lacnejšie študovať a ovládať Mesiac, ako v prípade, keď sa všetko musí prepravovať zo Zeme. Zdôrazňujeme, že založenie základne neznamená kolonizáciu. Arktické ostrovy a Antarktídu nie je možné husto osídľovať, existujú však základne. Sú potrebné z výskumných, vojenských a logistických dôvodov. Mesiac má šesťkrát menšiu gravitáciu ako Zem. To znamená, že je ľahšie (potrebujete desaťkrát menej paliva) zdvíhať palivo a oxidačné činidlo,získané z tej istej vody - napríklad na tankovanie lodí, ktoré lietajú na Mars. Ale ak chcete začať plánovať mesačné základne, musíte najskôr zistiť: kto má pravdu? Je Mesiac naozaj suchý?
Megawar: ako sa zrodila myšlienka zrážky Zeme s inou planétou
Oplatí sa pozrieť na slnečnú sústavu, ako to bolo známe v roku 1975, keď Američania Hartman a Davis sformulovali teóriu megakolízie Zeme-Teia. V tom vzdialenom roku Charon ešte nebol objavený av celej slnečnej sústave boli známe presne dva typy satelitov: tie, ktoré sú radikálne menšie ako ich planéty (Phobos a Deimos, satelity obrovských planét) a Mesiac. Bola v tom čase jediným známym satelitom, ktorého hmotnosť predstavovala viac ako percento hmotnosti jej planéty.
Neobvyklá povaha tohto satelitu si tiež vyžadovala nekonvenčnú teóriu svojho pôvodu, najmä preto, že nemotorné hypotézy predchodcu, ako napríklad oddelenie kusu od Zeme pri údajnej akcii jeho bývalej rýchlej rotácie (hypotéza Darwina, syna Charlesa Darwina), boli trochu naivné a ľahko vyvrátiteľné. Táto a podobné hypotézy zle vysvetlili skutočnosť, že železné jadro Mesiaca je v porovnaní so Zemou malé a neexistuje voda (ako sa v tom čase verilo).
Propagačné video:
V skutočnosti v tom čase už bola objavená voda v lunárnom kameni: Apollo prinieslo pôdu na Zem, kde bola voda nájdená v 60. rokoch. Pripisovalo sa to však suchozemskému znečisteniu alebo meteoritom. Priame dôkazy z detektorov iónov, ktoré detekovali vodu v blízkosti Apolla, sa pripisovali aj suchozemskému znečisteniu. V lunárnej geológii pracoval fenomén, ktorý sa často pripisuje humanitným vedám - vedci odmietali empirické fakty, pretože sa nezhodovali s vtedajšími teóriami pôvodu Seleny: vo všetkých sa najskôr roztopili, to znamená, že museli stratiť vodu. Vtedajšia veda predpokladala, že na mesiac dopadá iba jedna varianta vody - s kométami. V komitárnej vode je však pomer deutéria k vodíku rozdielny a vo vode, ktorú Američania našli na Mesiaci, bol pomer týchto izotopov vodíka rovnaký ako na Zemi. Teória tej doby to neumožňovala,prečo bolo všetko pripisované „znečisteniu Zeme“a Selena bola vyhlásená za úplne bez vody.
Iné vlastnosti lunárnej pôdy spôsobenej suchozemským znečistením však nebolo možné vysvetliť. Jedná sa o nižší obsah titánu a ďalších relatívne ťažkých prvkov.
Kolízia Zeme s inou planétou.
V roku 1975 sa v USA narodila hypotéza mega-dopadu (mega-impact). Podľa toho sa starodávna planéta Theia pred 4,5 miliardami rokov zrazila so Zemou a supervýkonný dopad hodil veľké množstvo materiálu z oboch planét do vesmíru. Z trosiek sa časom vytvoril mesiac. Pozemský satelit nebol získaný „primárny“(ako napríklad satelity Jupitera), ale „sekundárny“, ktorý vznikol zrážkou veľkých nebeských telies. Bola odstránená otázka, prečo je hmotnosť Seleny v porovnaní s hmotnosťou samotnej Zeme taká veľká - oveľa viac ako hmotnosť satelitov iných planét slnečnej sústavy.
Mega Impact tiež ľahko vysvetlil, prečo na Mesiaci bolo málo ťažkých prvkov (čo bola pravda) a vôbec žiadna voda (ktorá po Apollových letoch tvrdohlavo nevedela o faktoch). Horné vrstvy Zeme obsahujú málo ťažkých prvkov - väčšina z nich klesla do jadra a dolné vrstvy magmy. Keď sa planéty zrazili, trosky mali vzplanúť až na tisíce stupňov. Akákoľvek voda z nich by sa vyparila a letala do vesmíru. Keď ochladené zvyšky tvorili mesiac, mali byť už úplne suché.
Zdá sa, že niekto zmeškal
Hypotéza vyzerala v poriadku tri celé roky. Ale už v roku 1978 bol objavený Charon, satelit Pluta. Ak je Mesiac 80-krát menej masívny ako Zem, potom je Charon iba deväťkrát ľahší ako Pluto. Ukázalo sa, že na vzhľade Mesiaca nie je nič jedinečné. Vznikla prirodzená otázka: ako je to možné, pretože zrážka veľkých planét, ako je Theia a Zem, musí byť zriedkavou udalosťou?
Umelecký pohľad na Charona z povrchu Pluta.
Ešte nepohodlnejšia bola analýza lunárnych hornín v laboratóriách a prvé údaje o meteoritoch cudzieho pôvodu. Ukázalo sa, že iba Mesiac je izotopicky nerozoznateľný od Zeme a všetky ostatné planéty slnečnej sústavy sú zreteľne odlišné. Ako sa to stalo, ak Selena údajne obsahovala substanciu inej planéty - hypotetickú starú Teiu?
Aby sa vysvetlil tento rozpor, hypotéza mega-šoku sa upravila: miesto narodenia Teie sa považovalo za … Zemskú obežnú dráhu, preto izotopové zloženie oboch planét je rovnaké. Údajne na nej vznikli naraz dve planéty, ktoré sa potom zrazili. Nebolo jasné, prečo sa dve planéty objavili na zemskej obežnej dráhe a jedna po druhej na obežných dráhach iných planét systému.
Problémy pribudli aj geológovia. Vznikla legitímna otázka: ak megakolízia dvoch planét zahriala Zem a jej úlomky, odkiaľ prišla voda na planéte? Podľa všetkých účtov by sa mala odpariť. Teória mega-dopadu sa už stala mimoriadne populárnou, nechcela ju opustiť, a preto bola predložená myšlienka, že voda sa na Zemi objaví neskôr - priniesli ju kométy, ktoré padli na planétu miliardy rokov. Čoskoro sa však zistilo, že pomer izotopov vodíka a kyslíka vo vodnej vode je veľmi odlišný od rovnakého pomeru v suchozemskej vode. Voda z asteroidov je podobnejšia, ale je na nich veľmi málo, to znamená, že nemôžu byť zdrojom zemských oceánov.
Nakoniec v 21. storočí sa na Mesiaci začali objavovať stopy vody. A keď zástancovia hypotézy s veľkým dopadom naznačili, že kométy priniesli túto vodu, holandskí geológovia ukázali, že lunárne horniny sa nemohli formovať vo svojej súčasnej podobe bez prítomnosti vody od samého začiatku formovania satelitu. Situáciu zhoršili ruskí astronómovia: podľa ich názoru typická kolízia kométy s Mesiacom vedie k odchodu viac ako 95% vody späť do vesmíru.
Najlepšie zo všetkého je, že situácia sa odrazila v článku z roku 2013 s titulom „Teória vplyvu je vyčerpaná“.
Ako asteroidové kladivo postavilo mesiac
V roku 2007 bola publikovaná práca známeho fyzika N. Gorkavy „Formácia Mesiaca a binárnych asteroidov“, ktorá po prvýkrát ukázala, že mechanizmus tvorby Mesiaca nie je ojedinelý - práve naopak, v slnečnej sústave vznikol obrovský počet satelitov. Iba tieto satelity boli tvorené hlavne v asteroidoch, a nie v hmotnejších planétach.
Scenár vzhľadu satelitov asteroidov a Mesiaca je jednoduchý. Úplne prvé kolízie s asteroidmi s veľkosťou 10 až 1 000 km tvoria prsteň vyhadzovaných úlomkov okolo planéty, ktorých rýchlosť je vyššia ako prvá kozmická (to znamená, že sa nemôžu rýchlo vrátiť späť). Následné údery asteroidov rýchlo zvyšujú hmotnosť disku - jeho úlomky „zachytávajú“nové úlomky lietajúce z planéty. Tí, ktorí lietali v opačnom smere ako je smer otáčania disku a planéty, z kolízie s troskami disku stratia svoju rýchlosť a spadnú späť na planétu. Tie, ktoré lietajú v rovnakom smere, ako sa disk a planéta otáčajú - pripojte sa k disku. Čím viac je jeho hmotnosť, tým viac úlomkov vyraďujú nové asteroidy, dokáže zachytiť. Čoraz častejšie zrážky, staré trosky v disku strácajú energiu a rýchlosť, je pre nich ľahšie sa pri náraze "lepiť".bez rozptylu po zrážke. Na disku sa teda začína tvoriť veľký satelit.
V takomto prípade sa Zem ani vyradené zvyšky nezahrievajú do tisícov stupňov, to znamená, že zemská voda sa nevarí ani v zemských oceánoch, ani ako súčasť mesiaca. A izotopy v ich pevných horninách sa zhodujú, pretože sa ukázalo, že Selene vznikla najmä z úlomkov zeme.
Je ľahké pochopiť pôvod lunárnych morí na strane Mesiaca obrátenej k Zemi (asi pred 3 až 4 miliardami rokov, láva vytečená na povrch Mesiaca a zamrznuté, tvorené tmavé moria pokrývajúce 16% lunárneho povrchu a umiestnené na viditeľnej strane Mesiaca). Ak Mesiac „zachytí“všetky úlomky vyradené asteroidmi zo Zeme, musí ich „chytiť“stranou otočenou k Zemi. Preto je na tieňovej strane satelitu omnoho menej lunárnych morí.
Ako sa často stáva v prípade hypotéz v súčasnosti, niekoľko vedeckých skupín môže urobiť ten istý objav, pretože v odborných časopisoch je veľa článkov a nie všetci vedci majú dosť času na ich prečítanie. Závery Gorkavy boli „znovuobjavené“v roku 2014 moskevskou skupinou astronómov av roku 2015 izraelským. Doteraz táto hypotéza nie je akceptovaná iba v Spojených štátoch, je to však len otázka času. Protirečenia hypotézy s veľkým dopadom sú nerozpustné, zatiaľ čo nová ešte nepreukazuje rozpory s pozorovanou realitou.
Ako nová teória zmení prax štúdia a objavovania Mesiaca
Ak bol Mesiac vytvorený z pozemského materiálu, musia na ňom byť svetelné prvky. Voda z povrchu sa čoskoro odparila, ale v cirkumpolárnych zónach (najmä v kráteroch) nie je slnko. Radarové údaje podporujú túto hypotézu. To znamená, že udalosti, ktoré sa zdajú byť miliardami rokov, majú dnes zásadný význam. Keby bola lunárna voda produktom komét, bola by vzácna a ťažko by sa mohla konzervovať vo forme viditeľného množstva čistého ľadu.
Vchody do lávových trubíc, vo vnútri ktorých môže byť veľa ľadu.
Čo je dôležité, okrem cirkulárnych kráterov existujú na planéte aj ďalšie miesta, kde je možná prítomnosť svetelných prvkov - lávové trubice. V podmienkach nízkej mesačnej gravitácie majú také vulkanické jaskyne priemer až stovky metrov a ich dĺžka sa meria v kilometroch. Vrstva pôdy od 10 metrov úplne chráni vnútro jaskýň pred kozmickým žiarením a teplota v nich je vždy stabilná. Americkí vedci naznačujú, že v mnohých lávových trubiciach Zeme môže existovať čistá voda. Do lunárnych lávových trubíc je veľa vstupov (na obrázku vyššie). Nie je lepšie miesto pre lunárny výskumný základ.
Kráter v pokojnom mori (Mare Tranquillitatis).
Vo svetle nových údajov je potrebné skúmať Mesiac nie v nízkych zemepisných šírkach, ako to robili Američania v 60 - 70. rokoch, ale na úplne iných miestach - bližšie k pólom. Mimochodom, ako sa dá ľahko presvedčiť, Indovia a ďalší noví účastníci lunárneho závodu posielajú svoje vozidlá. Pri každom pokuse vytvoriť mesačný základ bude cenným zdrojom vodný ľad. Okrem toho v blízkej polárnej zóne Mesiaca slnečné svetlo na niektorých miestach svieti viac ako 95% dĺžky roka. Tým sa ďalej zjednoduší vytváranie báz. Je zrejmé, že nikto nevyhlási kusy satelitu za vlastníctvo pozemského štátu, ale rovnako ako v arktických základniach, aj ten, kto ako prvý získa oporu na priaznivom mieste, bude mať pri štúdiu Mesiaca veľké výhody.
Americká teória tvorby Mesiaca počas medziplanetárnej kolízie teda tvrdí, že Selena je suchý kúsok kameňa, kde je málo vody a je iba aluviálna. Ruský a neskôr izraelský predpokladajú, že pozemský satelit vznikol z mnohých dopadov malých asteroidov, a preto je bohatý na vodu. Ten, kto ako prvý zistí, ktorá z teórií je správna, bude mať veľký náskok pri vývoji lunárnej vody. Je to ona, ktorá sa stane kľúčovým zdrojom, bez ktorého nie je možná najmä lunárna základňa, ani podrobné štúdium Mesiaca všeobecne.