Varför framgången för månutforskningen beror direkt på "slaget om hypoteser" om dess ursprung
Bland teorierna om Selenas ursprung har en allvarlig kamp pågått länge: Amerikanska forskare tror att hon "slogs ut" av jorden av påverkan av en gammal död planet och deras kollegor från Ryssland och Israel - att det inte fanns några eskatologiska kollisioner av planeter. Hur jordgubbar kommer att utforska månen beror på vilken av dem som har rätt.
Vid första anblicken är rörelsen runt jordens satellit mystisk. Å ena sidan är månens kolonisering knappast vettig: dess område (cirka 1/14 av jordens område) är ungefär lika med jordens tropiska och arktiska öknar; Under tiden bemästras även marköknar mycket långsamt och månens utveckling kommer att kosta en storleksordning mer. Entusiasternas åsikt att det finns helium-3 där och att det är en värdig anledning till utforskningen av månen strider mot det välkända faktum: en energiskt fördelaktig termonukleär reaktion har ännu inte uppnåtts ens för deuterium, medan tändningen av helium-3 är en ordningsstorlek som är tyngre och ligger utanför mänsklighetens överskådliga framtid. Å andra sidan planerar den ena efter den andra nya landningar på månen i år. Frågan är: varför?
Det rätta svaret på denna fråga är enkelt: en vetenskaplig och resursras är "blandad" med prestige. Om de icke-amerikanska hypoteserna om ursprunget till jordens satellit är korrekta, finns det mycket vatten där, och i en form av vattenis som är bekväm för utveckling. I närvaro av vatten kan markgrödor odlas på månregolit - sådana experiment har redan genomförts med framgång. Med vatten och mat såväl som med en syrekälla kommer det att vara mycket, mycket lättare och billigare att studera och behärska månen än i det fall då allt måste transporteras från jorden. Vi betonar att grunden till basen inte betyder kolonisering. De arktiska öarna och Antarktis kan inte vara tätbefolkade, men det finns baser där. De behövs av forsknings-, militära och logistiska skäl. Månen har sex gånger mindre tyngd än jorden. Detta innebär att det är lättare från det (du behöver tio gånger mindre bränsle) att lyfta bränsle och oxidationsmedel,erhålls från samma vatten - till exempel för tankning av fartyg som flyger till Mars. Men för att börja planera månbaser måste du först ta reda på: vem har rätt? Är månen verkligen torr?
Megawar: hur idén om att jorden skulle kollidera med en annan planet föddes
Det är värt att titta på solsystemet som det var känt 1975, då amerikanerna Hartman och Davis formulerade teorin om jord-Teia megakollision. Under det avlägsna året upptäcktes Charon ännu inte och exakt två typer av satelliter var kända i hela solsystemet: de som är radikalt mindre än deras planeter (Phobos och Deimos, satelliter på jätteplaneterna) och månen. Hon var den enda kända satelliten på den tiden, vars massa var mer än en procent av massan på hennes planet.
Den ovanliga naturen hos denna satellit krävde också en icke-standardteori om dess ursprung, särskilt eftersom de klumpiga föregångarnas hypoteser, såsom separationen av ett stycke från jorden under den påstådda handlingen av dess tidigare snabba rotation (hypotesen om Darwin, son till Charles Darwin), var något naiv och lätt motbevisad. Denna och liknande hypoteser förklarade dåligt det faktum att månens järnkärna är liten i jämförelse med jorden, och det finns inget vatten (som man trodde då).
Kampanjvideo:
I själva verket, vid den tiden, hade vatten i lunar berget redan upptäckts: Apollo förde jorden till jorden, där vatten hittades på 60-talet. Men det hänfördes till markföroreningar eller meteoriter. Direkt bevis från jondetektorer som upptäckte vatten nära Apollo tillskrevs också jordföroreningar. I mångeologin fungerade ett fenomen, ofta tillskrivet humaniora, - forskare avvisade empiriska fakta, eftersom de inte passade in med de då befintliga teorierna om Selenas ursprung: i alla smälte den först, det vill säga att den måste tappa vatten. Då vetenskapen antog bara en variant av vatten som träffade månen - med kometer. Men kometvatten har ett annat förhållande mellan deuterium och väte, och i vatten som amerikanerna hittade på månen var förhållandet mellan dessa väteisotoper detsamma som på jorden. Den tidens teori tillät inte detta,varför allt hänfördes till "jordföroreningar" och Selena förklarades helt vattenlös.
Emellertid kunde andra särdrag i månjorden genom markföroreningar inte förklaras. Vi pratar om ett lägre innehåll av titan och andra relativt tunga element i det.
Kollision av jorden med en annan planet.
Det var då 1975 som mega-impact-hypotesen (mega-impact) föddes i USA. Enligt den kolliderade den antika planeten Theia för 4,5 miljarder år sedan med jorden och en superkraftig påverkan kastade en stor mängd material från båda planeterna ut i rymden. Månen bildades av skräp över tid. Den jordiska satelliten erhölls inte "primär" (som till exempel Jupiters satelliter), utan "sekundär", som uppstod genom kollision av stora himmelkroppar. Frågan avlägsnades varför massan av Selena är så stor i jämförelse med massan på jorden själv - mycket mer än satelliterna på andra planeter i solsystemet.
Mega Impact förklarade också lätt varför det fanns få tunga element på månen (vilket var sant) och inget vatten alls (som efter Apollo-flygningarna var envis okunnighet om fakta). Jordens övre lager innehåller få tunga element - de flesta sjönk ner i kärnan och nedre lager av magma. När planeterna kolliderade borde skräpet ha blossat upp till tusentals grader. Allt vatten från dem skulle förångas och flyga ut i rymden. När det kylda skräpet bildade månen, borde de ha varit helt torra nu.
Det verkar som om någon har missat
Hypotesen såg bra ut i tre hela år. Men redan 1978 upptäcktes Charon, en satellit från Pluto. Om månen är 80 gånger mindre massiv än jorden, är Charon bara nio gånger lättare än Pluto. Det visade sig att det inte finns något unikt med månens utseende. En naturlig fråga uppstod: hur är detta möjligt eftersom kollisionen mellan stora planeter som Theia och jorden måste vara en sällsynt händelse?
En konstnärs syn på Charon från Plutos yta.
Ännu mer obekvämt var analysen av månbergar i laboratorier och de första uppgifterna om meteoriter av främmande ursprung. Det visade sig att bara månen är isotiskt inte skiljbar från jorden, och alla andra planeter i solsystemet är tydligt olika. Hur hände detta om Selena antagligen innehåller ämnet på en annan planet - den hypotetiska antika Theia?
För att förklara motsättningen ändrades hypotesen om mega-chocken: Teias födelseort ansågs … Jordens omloppsbana, därför är den isotopiska sammansättningen av båda planeterna densamma. Påstås bildades två planeter på den på en gång som sedan kolliderade. Det var inte klart varför två planeter dök upp på jordens omloppsbana, och en i taget på banor från andra planeter i systemet.
Geologer har också lagt till problem. En legitim fråga uppstod: om megakollisionen mellan två planeter värmde jorden och dess skräp, var kommer vattnet ifrån på planeten? Av allt skulle det ha förångats. Teorin om megapåverkan har redan blivit extremt populär, de ville inte överge den, så idén framkom att vatten dök upp på jorden senare - det kom med kometer som föll på planeten i miljarder år. Men det upptäcktes snart att förhållandet mellan isotoper av väte och syre i kammarvatten skiljer sig mycket från samma förhållande i markvatten. Vatten från asteroider är mer likt, men det finns väldigt lite av det på dem, det vill säga att de inte kan vara källan till jordens hav.
Slutligen på 2000-talet började spår av vatten hittas på månen. Och när förespråkarna för mega-chockhypotesen antydde att kometer förde detta vatten, visade holländska geologer att månberg inte kunde ha bildats i sin nuvarande form utan närvaro av vatten från början av bildandet av satelliten. Situationen förvärrades av ryska astronomer: enligt deras åsikt leder en typisk kollision av en komet med månen till att mer än 95% av vattnet återgår ut i rymden.
Det bästa av allt var att situationen återspeglades i artikeln 2013 med den berättande rubriken "Impact theory is uttagen".
Hur asteroidhammaren byggde månen
2007 publicerades arbetet av den berömda fysikern N. Gorkavy "The Formation of the Moon and Binary Asteroids", som visade för första gången att mekanismen för bildandet av månen inte är unik - tvärtom gav det upphov till ett stort antal satelliter i solsystemet. Endast dessa satelliter bildades främst i asteroider och inte i mer massiva planeter.
Scenariot för utseendet på både asteroidsatelliter och månen är enkelt. De allra första kollisionerna med asteroider som är 10-1000 kilometer stora bildar en ring av utkastat skräp runt planeten, vars hastighet är högre än den första kosmiska (det vill säga att de inte snabbt kan falla tillbaka). Efterföljande asteroider som snabbt ökar massan på skivan - dess skräp "avlyssnar" nytt skräp som flyger från planeten. De som flög i motsatt riktning mot rotationsriktningen för skivan och planeten, från kollisionen med skräp på skivan, förlorar sin hastighet och faller tillbaka till planeten. De som flyger i samma riktning som skivan och planeten roterar - går med på disken. Ju mer dess massa, desto mer skräp som slås ut av nya asteroider kan den fånga. Från fler och fler kollisioner, gamla skräp på skivan tappar energi och hastighet, blir det lättare för dem att "hålla sig ihop" vid påverkan,utan spridning efter kollision. Så en stor satellit börjar bildas på disken.
I ett sådant scenario värmer varken jorden eller utslagen skräp upp till tusentals grader, det vill säga jordens vatten kokar inte varken i jordens hav eller som en del av månen. Och isotoperna i deras fasta stenar sammanfaller, eftersom Selene, visar sig, uppstod främst från jordens skräp.
Det blir lätt att förstå ursprunget till månehaven på den del av månen som vetter mot jorden (för cirka 3-4 miljarder år sedan hälldes lava ut på månens yta och, frusna, bildade mörka hav som täckte 16% av månens ytarea och ligger på månens synliga sida). Om månen "fångar upp" alla skräp som slås ut av asteroider från jorden, bör den "fånga" dem med sidan mot jorden. Därför finns det mycket färre månehav på satellits skuggsida.
Som ofta är fallet med hypoteser i vår tid kan flera vetenskapliga grupper göra samma upptäckt, eftersom det finns många artiklar i peer-granskade tidskrifter, och inte alla forskare har tillräckligt med tid att läsa dem. Gorkavys slutsatser "återupptäcktes" 2014 av en Moskva-grupp astronomer och 2015 av en israelisk. Hittills accepteras den här hypotesen inte bara i USA, utan den är bara en tidsfråga. Motsägelserna om hypotesen om megapåverkan är olösliga, medan den nya ännu inte visar några motsägelser med den observerade verkligheten.
Hur den nya teorin kommer att förändra praxis att studera och utforska månen
Om månen bildades av markbundet material måste det finnas ljusa element på den. Vatten från ytan avdunstades snart, men det finns ingen sol i de cirkumpolära zonerna (särskilt i kratrar). Radardata stöder denna hypotes. Det betyder att händelser som verkar vara miljarder år sedan är av avgörande betydelse idag. Om månvattnet var en produkt av kometer, skulle det vara knappt och det skulle knappast bevaras i form av märkbara mängder ren is.
Ingångar till lavarör, där det kan finnas mycket vattenis.
Det som är viktigt, förutom cirkumpolära kratrar, finns det andra platser på planeten där det finns möjliga ljuselement - lavarör. Vid förhållanden med låg mångravitet har sådana vulkaniska grottor en diameter på upp till hundratals meter, och deras längd mäts i kilometer. Ett jordlager från 10 meter skyddar helt grottans inre från kosmisk strålning, och temperaturen i dem är alltid stabil. Amerikanska forskare föreslår att det, som i ett antal av jordens lava rör, kan det finnas rent vatten is. Det finns många ingångar till månens lavarör (bilden ovan). Det finns ingen bättre plats för en månforskningsbas.
Krater i lugnets hav (Mare Tranquillitatis).
Mot bakgrund av nya data är det nödvändigt att utforska månen inte på låga breddegrader, som amerikanerna gjorde på 60-70-talet, men på helt andra platser - närmare polerna. Det är där, förresten, eftersom det är lätt att övertygas, att indier och andra nya deltagare i månlänget skickar sina fordon. I alla försök att skapa en månbas, kommer vattenis vara en värdefull resurs. Dessutom, i månens nära polära zon, skiner solljus på vissa platser i mer än 95% av året. Detta kommer att förenkla basen ytterligare. Det är uppenbart att ingen kommer att förklara satellitstyckena som tillhörande landstatens egendom, men, liksom med de arktiska baserna, kommer den som är den första att få fotfäste på en gynnsam plats att ha stora fördelar med att studera månen.
Så, den amerikanska teorin om bildandet av månen under en interplanetär kollision påstår att Selena är ett torrt stenstycke, där det finns lite vatten och det är bara alluvialt. Den ryska och senare israeliska antyder att jordens satellit uppstod från många påverkan av små asteroider och därför är rik på vatten. Den som är den första att ta reda på vilken av teorierna som är korrekt kommer att få ett stort försprång i utvecklingen av månvattnet. Det är hon som kommer att bli en nyckelresurs, utan vilken varken månbasen i synnerhet eller en detaljerad studie av månen i allmänhet är möjlig.