Зачем человечество снова летит на Луну?
Вечный спутник
Луна завораживала людей с древних времен. Она была неизменной частью мифов и преданий. А еще — помогала отмерять время. Найденную во Франции костяную пластину с вырезанными фазами луны археологи относят ко времени в 30 тысяч лет назад.
Изобретение телескопов позволило различать более мелкие детали рельефа Луны. Одну из первых лунных карт составил Джованни Риччиоли в 1651 году, он же дал названия крупным темным областям, назвав их «морями». В 1753 году хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы и морей там быть не может, но название осталось.
Космическая гонка
Дорогу к Луне открыла космическая эра, в которой «лунная гонка» СССР и США является одной из главных страниц. Первые попытки покорить спутник были не очень удачными: в 1958-1959 годах обе страны потеряли несколько аппаратов.
Поверхности Луны 14 сентября 1959 года впервые достигла советская автоматическая межпланетная станция «Луна-2», но посадка была слишком жесткой. Впервые сфотографировала обратную сторону спутника «Луна-3», и было это через три недели, 7 октября 1959 года. Первая в мире мягкая посадка на Луну была совершена 3 февраля 1966 года спускаемым аппаратом автоматической лунной станции «Луна-9». Советские аппараты дали ценнейший научный материал.
Американская программа пилотируемых полетов на Луну называлась «Аполлон». Первый в мире облет Луны человеком состоялся в декабре 1968 года. Первая в мире высадка на Луну — 20 июля 1969 года. Всего американцы высаживались на Луну шесть раз, оттуда они доставили на Землю несколько сотен килограммов образцов и провели ряд исследований.
В 1970 году образцы лунного грунта привез советский автоматический аппарат «Луна-16». В том же году по поверхности Луны начал свой путь первый в истории советский «Луноход-1».
Лунные программы США и СССР были свернуты почти одновременно в середине 70-х. Последний отечественный аппарат «Луна-24» был запущен в августе 1976 года. С тех пор почти до конца XX века человечество потеряло интерес к Луне.
«Лунная гонка» возобновилась в середине 2000-х. К ней присоединились Китай, Индия, Япония, Израиль, Европейский союз, Южная Корея и ОАЭ. США ведет амбициозный проект «Артемида», предусматривающий новую высадку на Луну в 2025 году и последующее строительство обитаемой лунной базы. В России после «Луны-25» запланирован запуск еще четырех лунных станций.
Зачем всем снова понадобилось на Луну?
Уже давно есть вполне устойчивое понимание, что технологии и оборону страны без развития фундаментальной науки не поддержать. И с середины XX века этот подход доказал свою состоятельность — вложения в фундаментальные исследования в области, например, квантовой механики, изучения окружающей среды, окупаются. Да, возможно, не сразу, но окупаются новыми технологиями, удобными средствами связи, вычислений, медицины и пр. Наша страна старается держаться в тренде мировых фундаментальных исследований. Луна — из этой же категории. Хоть мы, человечество, пока не очень понимаем, как ее использовать, планов и соображений уже немало.
Во-первых, Луна — это ближайший, маленький, но вполне самостоятельный космический объект. Ее неплохо бы осваивать, чтобы сделать некой спасательной шлюпкой для жителей Земли на случай некоей тотальной катастрофы. Возможно, нам такая шлюпка и не понадобится, но на «Титанике» тоже так думали...
И уже сегодня Луна может пригодиться как хранилище самых ценных вещей и знаний нашей цивилизации. Это, например, генетические банки, банки биоразнообразия — каждый год на Земле исчезают виды животных и растений, информацию о них нужно сохранить. На нашей планете всякое может случиться, в том числе биологическая катастрофа. На Шпицбергене есть всемирное хранилище семян, но оказывается, что даже Шпицберген уже не надежен — из-за изменения климата там появляются течи, тает вечная мерзлота.
А Луне не грозит глобальное потепление. Средняя температура Луны -30-35°C. Это гигантское, удаленное от Земли, не подверженное катастрофам, которые могут произойти здесь, хранилище чего угодно. Туда можно поместить даже всю информацию об истории и достижениях человечества. Скорее всего, что-то такое и будет сделано в ближайшее время. Это относительно дешево и очень надежно.
Есть и другие заманчивые стороны изучения нашего естественного спутника, особенно они важны для науки. Например, с обратной стороны Луны не видна Земля и, самое главное, туда с нашей планеты не доходят радиопомехи.
Радиоастрономам сейчас очень сложно работать как раз из-за большого количества помех. Когда-то ученым были выделены специальные радиочастоты, длины волн, на которых никто не имел право включать передатчики, чтобы не перебивать приходящие из космоса слабые радиосигналы. Теперь частоты практически закончились — уже и на тех диапазонах, которые были предназначены для исследователей, работают военные передатчики, телефонные станции и пр. А с обратной стороны Луны всех этих помех нет, она — замечательный экран. Если там установить радиотелескопы, в радиоастрономии начнется, наверное, новая эра.
Также можно использовать Луну как гигантский детектор нейтрино. Люди строят огромные нейтринные обсерватории, в Антарктиде или на Байкале. Все нейтринные детекторы очень большие, а значит, дорогие. Луна может работать как естественный детектор нейтрино, для этого нужно, чтобы он не подвергался помехам с Земли. Когда нейтрино влетают в тело планеты, они рождают радиоволны. Радиопомехи Земли мешают зафиксировать эти слабые излучения. А если нейтринная обсерватория будет на обратной стороне Луны, это будет идеальный гигантский детектор нейтрино.
В общем, Луна даст массу преимуществ для науки. Что касается полезных ископаемых, пока сказать сложно — ресурсы там почти не разведаны. Люди не бурили Луну глубже полутора метров. Что такое полтора метра? Представьте, если на Земле геологи не будут иметь возможности бурить земной шар глубже этого расстояния — какие ценные природные ресурсы мы могли бы найти здесь?
Кое-что на Луне уже, конечно, разведано. Вроде бы там есть торий — ценный радиоактивный элемент, который может использоваться на атомных станциях.
Очевидно, что самым ценным ресурсом для человека на Луне, из тех, что уже твердо известны, является вода, которая находится там в состоянии льда. Она нужна будет и для тех людей, что будут жить на Луне, и для техники, и в качестве топлива для ракет, которые, возможно, будут стартовать с Луны в будущем. Воду легко расщепить на водород и кислород и получить водородное топливо. Электроэнергию для этого добывать там дешево — солнечного света на Луне очень много, там не бывает плохой погоды.
В основном вода на Луне сосредоточена в районе южного полюса. Именно поэтому туда уже летит индийский аппарат. В самое ближайшее время — отправится российский. Только в ближайший год-полтора туда полетят новые модули США, Японии, Еврейского союза, Израиля, Индии, Китая.
Кстати, не стоит забывать, что вода на Луне разведана, в основном, российскими приборами, хоть и не на наших станциях. Например, на американской станции Lunar Reconnaissance Orbiter стоит очень хороший, признанный российский прибор. Он же летал и вокруг Марса.
Также Луна, действительно, имеет преимущество перед Землей в качестве космодрома. У первой меньше гравитация, там нет атмосферы — оттуда легче стартовать ракете. Сама схема старта может быть совсем иной, не такой, как на Земле. Здесь ракеты стартуют вертикально, чтобы как можно быстрее на минимальной скорости пробить нижние плотные слои атмосферы. А на Луне можно разгоняться горизонтально, это дешевый метод, а если речь идет об электрическом ускорителе, то вообще в данном случае почти бесплатный. Если человечество еще научится делать там топливо, то это будет идеальная стартовая площадка.
Но для всего этого там сначала надо создать индустрию и инфраструктуру.
Так что будущее, безусловно, за Луной. Когда оно наступит — другой вопрос, но во многом именно ради него, ради будущего аппараты разных стран все чаще и чаще устремляются к Луне.
Исследования Луны, по крайней мере в настоящее время, имеет отношение к фундаментальной науке. Результаты этих исследований, как правило, не дают немедленного практического отклика, но позволяют сделать задел для будущего. Например, исследования геологии Луны создают основу для оценки потенциальных лунных ресурсов и их возможного использования. В настоящее время лунные ресурсы рассматриваются только для обеспечения жизнедеятельности долговременных баз. Это должны быть научные станции, позволяющие проводить систематические исследования на лунной поверхности по разным научным направлениям.
В геологической части — это проблемы, связанные с возрастом и происхождением Луны, с эволюцией планетной системы Земля-Луна, с изучением летучих компонентов Луны (главным образом, воды).
И это тесно связано с проблемой переноса компонентов, необходимых для жизни, в Солнечной системе.
Да, когда-нибудь, в далеком будущем, когда ресурсы Земли будут исчерпаны и человечеству (если оно все еще будет существовать) потребуются новые, нам может пригодиться Луна! На Луне есть скопления минералов титана, но если кто-нибудь сейчас вздумает их добывать и делать из них титан, то такой титан будет многократно (если не на порядки) дороже платины и никому не будет нужен. Кроме того, потенциальные ресурсы Луны могут перестать ими быть, если развитие технологий позволит безболезненно отказаться от каких-то материалов (того же титана, например).
Вообще-то, «ресурсы» понятие экономико-технологическое и что-то становится «ресурсом», если добывать и использовать это экономически выгодно. Так что пока Луна не является каким-нибудь космическим Клондайком.
Однако человечество уже сейчас легко «дотягивается» до Луны: вокруг нее летают спутники, а на поверхность уже давно запустили луноходы. Так что за ее более глубоким изучением и освоением будущее.
Любое настоящее исследование, в первую очередь, удовлетворение любопытства того, кто его проводит. Хотя дополнительно это еще и может приносить пользу. Майкл Фарадей, когда исследовал электричество, просто удовлетворял свое научное любопытство. Есть легенда, как его спросил человек из британского правительства: «Какой практический смысл вашей работы?», а тот ответил: «Пока особого практического смысла не вижу, но уверен, что через какое-то время вы сможете брать с этой штуки налоги!». Так и с Луной. Сейчас нам просто очень интересно. А будущее покажет, к чему это можно приложить.
Освоение Луны может стать полезно вот в каких аспектах. На Луне можно построить великолепные телескопы для исследования глубин Вселенной, работе которых не будет мешать атмосфера. И это будут гораздо более тяжелые и изощренные телескопы, чем те приборы, которые мы сейчас можем запустить в точку Лагранжа «Солнце-Земля».
На Луне можно попытаться добывать такое вещество, как гелий-3. Его можно использовать в качестве топлива для термоядерных электростанций (которых пока нет).
Доставлять на Землю с Луны что-то по-настоящему массивное, например, какую-нибудь руду, не будет выгодно никогда. Слишком уж большие вложения требуются для этой доставки.
Кроме всего прочего, Луна станет испытательным полигоном, где люди будут учиться жить на другом небесном теле. Ведь нас еще и Марс поджидает! Конечно, всеми, кто всерьез включается в лунную программу, движет мечта о создании обитаемой станции на ближайшем к нам небесном теле.
Можно спросить: почему люди, а не роботы, снабженные искусственным интеллектом? Ведь это гораздо дороже! Человек мягкий, ему надо дышать, есть, пить, ходить в туалет... А роботы лишены этих недостатков. Ответ простой: так будет гораздо интереснее!
