Интервью на портале «Научная Россия»

Луна - наш седьмой континент. "В мире науки" №11, 2018 г.

Луна - наш седьмой континент. "В мире науки" №11, 2018 г.
У российского космоса планы и перспективы поистине фантастические. Нам о них рассказал научный руководитель Института космических исследований РАН академик Лев Матвеевич Зеленый

У российского космоса планы и перспективы поистине фантастические. Нам о них рассказал научный руководитель Института космических исследований РАН академик Лев Матвеевич Зеленый.

  • Лев Матвеевич, в мультфильме «Тайна третьей планеты» есть капитан Зеленый. Кир Булычев его не с вас списал?
  • Я бы сказал, наоборот. Повесть «Путешествие Алисы», по которой снят мультфильм, была напечатана, когда я уже был в достаточно зрелом возрасте, и скорее капитан Зеленый стал для меня некоей моделью поведения. Он мне очень нравился, по крайней мере больше, чем остальные однофамильцы.

  • А таких много? Фамилия-то достаточно редкая.
  • Не такая и редкая. Есть знаменитый атаман времен гражданской войны Зеленый, он же Даниил Ильич Терпило. Есть замечательная актриса, которую мне часто записывают в бабушки. Рина Васильевна Зеленая. Но капитан Зеленый лучше всех. Хотя у меня есть еще один хороший однофамилец, правда, он не совсем Зеленый, он Грин. Джим Грин, руководитель планетного направления NASA. Мы с ним знакомы еще с 1980-х гг. Параллельно делали карьеру в космической науке, и сейчас с ним работаем, часто встречаемся. Недавно почти одновременно я стал научным руководителем института, а он — главным ученым NASA. Мы с ним часто обсуждаем проекты, порой не менее фантастические, чем у Кира Булычева.

  • Например?

  • Например, новый полет к Венере. Через много лет после того, как они завершились в Советском Союзе.

      Все выше

  • Космос для нас, полагаю, всегда будет той областью, в которой фантастика плавно перетекает в реальность. Я нашел недавно совершенно фантастический, с моей точки зрения, но вполне реальный документ, который называется «Стратегия развития космической деятельности России до 2030 г. и на дальнейшую перспективу». Документ, к слову, достаточно объемный.
  • Как говорили у Льва Толстого в «Войне и мире» крепостные мужики, перетаскивая книги помещиков: «Писали, не гуляли!». Мы тоже приложили руку к этой бумаге. Там многое от наших мечтаний, но когда имеешь дело с космосом, мечтать просто необходимо. Тут главное, чтобы хоть что-то из этих мечтаний ожило.

  • Ну, что-то из этого документа уже ожило. Запущен космодром «Восточный».

  • Запустить мало, надо еще сделать так, чтобы с него можно было что-то запускать. Но, к счастью, этот процесс уже начался. В 2016 г. с «Восточного» запущен университетский спутник «Ломоносов».

  • Тут в документе не только радостные, но и грустные перспективы. В нем запланировано до 2020 г. завершить эксплуатацию Международной космической станции и подготовить ее к затоплению.

  • Я бы не называл эти планы такими уж грустными. Все мы смертны, даже такие сложные технические системы, как МКС. Но, конечно, уже ясно, что в 2020 г. ее жизнь, к счастью, не закончится. Скорее всего, это будет 2024 г., а может быть, как я надеюсь, и позже. Тут вопрос надо поставить по-другому, а именно: почему эту станцию в конце концов придется выводить из эксплуатации?

  • Потому что устарела?

  • Нет, если бы дело было в этом, ее можно было бы постепенно модернизировать. Говоря просто, космонавтам надоело нарезать круги вокруг Земли на этой орбите. Сейчас «Роскосмос» и РАН совместно обсуждают новую программу исследования космоса, в том числе и пилотируемого. Следующий этап развития — Луна. Это качественно другая, более сложная задача. Трудно будет одновременно и развивать какую-то пилотируемую инфраструктуру на Луне, и поддерживать существование МКС.

  • От чего-то придется отказываться?

  • Нам придется переходить на более далекие от Земли, но близкие к Луне орбиты, для которых МКС просто не приспособлена. Она уже решила очень много задач, но дальнейшее ее отнюдь не дешевое поддержание становится все менее целесообразным,

  • А какие главные задачи решила МКС?

  • Например, проблему длительного нахождения в невесомости. Это было очень трудное дело. Во время первых полетов людей тошнило, некоторые космонавты, не будем называть имена, даже после короткого по нынешним меркам полета возвращались на Землю в очень плохом состоянии. Но с помощью в том числе МКС мы научились преодолевать эту проблему, и теперь она более-менее решена. Люди летают по году и больше. Недавно прошел длительный полет нашего космонавта Михаила Корниенко и американского астронавта Скотта Келли. Они провели в космосе почти год, 340 суток. Сразу после их приземления в американском посольстве был устроен прием, и Келли, которому на тот момент было уже больше 50 лет, первым делом вызвал из Америки свою подругу, чтобы на приеме быть с ней. То есть он полностью вернулся к нормальной жизни в самый короткий срок. Но это лишь одна из многих проблем.

  • На Луне мы с невесомостью не столкнемся, там есть маленькая гравитация, в шесть раз меньше земной.

  • И это еще одна проблема, которую только предстоит решить. Мы сейчас не знаем, как поведет себя организм человека в условиях маленькой, но не нулевой гравитации. Мы не понимаем, для нас это ближе к невесомости или к земным условиям.

  • Это самая большая неизвестность?

  • Что вы, есть множество не менее, а то и более серьезных проблем, которые предстоит решить, чтобы и дальше человек мог осваивать космос. Одна из самых насущных— радиация. Магнитное поле Земли — замечательный противорадиационный щит, и нам почти повезло, что мы живем под таким зонтиком.

  • Почему «почти»?

  • Я потом скажу. Этот зонтик нас спасает от многих неприятностей. Магнитное поле и еще плотная атмосфера, в которой гибнут потоки высокоэнергичных космических лучей, которые идут от солнечных вспышек, других звезд, вспышек сверхновых, гамма-всплески. Орбита МКС не так высока, и хотя она, естественно, проходит над атмосферой, магнитное поле планеты все еще ее неплохо защищает. Но выйдя за пределы его действия, мы попадем под достаточно интенсивный радиационный обстрел.

  • А радиация при длительном воздействии вызывает генетические повреждения и лучевую болезнь.

  • Не только. Не так давно группа ученых из Дубны под руководством А.И. Григорьева опубликовала статью, в которой показала, что дело обстоит еще хуже: ускоренные тяжелые частицы повреждают клетки мозга. Они проводили эксперименты на мышах, которые под воздействием радиации быстро теряли память. Мышей запускали в лабиринт, в дальнем конце которого была спрятана еда. Поначалу мыши искали эту еду полтора часа, но вскоре обучались и дальше уже тратили на это минут десять. После того как половину мышей облучили дозой, сопоставимой с той, что получат космонавты во время длительной экспедиции к Марсу, их поиск вновь стал занимать больше полутора часов. У контрольных мышей, которых не облучали, все было совершенно нормально, они всему научились и ничего не забыли

  • То есть у слетавших на Марс велик риск вернуться домой «не в своем уме»?

  • Все еще опаснее, есть риск вообще не долететь... Это не какие-то отдаленные последствия, это происходит почти сразу. Возможно, еще по пути на Марс космонавты не смогут управлять кораблем, мы про эту опасность пока еще очень мало знаем. Третий фактор, по которому у нас пока вообще нулевая информация. — это гипомагнетизм. Мы живем в магнитном поле и привыкли к какому-то его уровню порядка долей Гаусса. Но что будет, если мы уйдем от Земли, например, на 100 тыс. км?

  • Это примерно треть расстояния до Луны.

  • Мы попадаем в поле в 10 тыс. раз меньшее, практически нулевое. Здесь у нас 50 тыс. нТл (0,5 Гс), а там всего несколько нанотесла. Как это отразится на организме космонавтов при длительном полете, неизвестно.

  • Но ведь американские астронавты на своих «Аполлонах» на Луну летали, и ничего. Память не пропала, лучевую болезнь не подхватили...

  • Там были очень короткие полеты, всего по нескольку дней. И они специально выбирали периоды между солнечными вспышками, чтобы не подвергнуться потоку жесткой космической радиации.

  • Я слышал, что программу закрыли как раз из-за того, что одна из последних экспедиций на такую вспышку чуть не налетела.

  • Это очень интересная история. Был один полет «Аполлона», который по техническим причинам отложили. И в тот день, когда они должны были стартовать, произошла сильнейшая солнечная вспышка, которую тогда не смогли предсказать. Если бы старт прошел, как запланировано, астронавты в лучшем случае вернулись бы с острой лучевой болезнью. Сейчас мы научились точнее предсказывать солнечные события, но мы не можем предсказывать взрывы других звезд и взрывы сверхновых. А они дают значительный эффект.

  • Неужели космос и сейчас остается для нас такой опасной средой?

  • Конечно, космос враждебен человеку, я это не перестаю повторять. И мирные прогулки с девушками по Марсу, как показано в фильме «Марсианин», — утопия. К сожалению. Там всегда надо будет прятаться, скрываться, укрываться. Я очень не люблю это слово, но надо будет закапываться в схроны. И на Марсе, и на Луне целесообразно использовать местный грунт, а не везти защитные материалы с Земли. Слой грунта мощностью полтора-два метра снимает проблемы радиации. Для освоения этих небесных тел необходимы серьезные укрытия для человека. И они должны быть построены до того, как это освоение начнется.

          трамвай по имени солнце

  • И все-таки почему нам с магнитным полем повезло «почти»?

  • Потому что в магнитном щите Земли все-таки остаются щели, в которые прорывается солнечная плазма (полярные каспы). В целом наше Солнце создает для нашей жизни вполне комфортные условия, но иногда проявляет характер: мощные выбросы солнечного вещества за несколько дней добираются до Земли, прорываются внутрь нашей магнитосферы, генерируют сильные токи, которые ощутимым образом меняют магнитное поле на поверхности Земли. Весь этот комплекс явлений называется магнитной бурей и рассматривается как одно из проявлений космической погоды. Магнитные бури не совсем понятным пока образом, но весьма существенно влияют на нашу жизнь. Основные механизмы влияния магнитных бурь на протяженные технические системы (линии электропередач, нефте- и газопроводы, железнодорожную электронику) сейчас в целом понятны: в группу риска попадает любой длинный проводник. В нем индуцируется сильный электрический ток, который выводит из строя аппаратуру.

  • Это очень хорошо знают жители Аляски. Северной Канады, где солнечные вспышки становятся причинами сбоев электричества, вызывают так называемые блэкауты.

    В том же, как космическая погода влияет на человека и, если посмотреть шире, вообще на биологические объекты, остается еще очень много неясного. Наше космофизическое сообщество высоко чтит память выдающегося отечественного ученого — А.Л. Чижевского. Он первым почувствовал. что есть связь между процессами, происходящими на Солнце и на Земле. Ученые еще не знали о солнечном ветре, который был открыт только с началом космической эры. но А.Л. Чижевский еще в конце 1920-х гг. заметил четкую корреляцию между количеством пятен на Солнце и началом войн, революций и эпидемий. Одна из наших сотрудниц защищала на эту тему (по гелиобиологии) докторскую диссертацию. Поскольку тема была и остается спорной, защита была тяжелой и длилась почти девять часов. Люди спрашивали: «Вот вы статистически доказываете, что магнитная буря влияет на человеческий социум, но каковы механизмы влияния, непонятно». В конце концов вышел один товарищ и говорит: «К сожалению, я не могу тут с вами дальше оставаться, меня ждут больные. Я главный врач московской скорой помощи. Вы можете спорить и дальше, решать, бросать черные шары или белые, доверять диссертанту или нет. Но я хочу сказать одно. Когда у меня есть прогноз, что будет солнечная вспышка, я никого из сотрудников не отпускаю в отгулы и отпуска. Потому что по опыту знаю — по Москве вызовов будет на 25-30% больше. Это статистика».

  • Но если рядом со мной проезжает трамвай или работает мощный электродвигатель, полагаю, влияние от него на меня на порядки больше, чем от далекой солнечной вспышки. Но я же не падаю замертво от инфаркта или инсульта?

  • Это основной аргумент противников теории А. Л. Чижевского: почему люди ездят на трамвае и не болеют? Потому что на Земле сейчас живет почти 8 млрд человек, и солнечная буря действует сразу на всех, а на трамваях в данный момент ездит, скажем, 1 млн, сотая доля процента, и статистический эффект от этого влияния почти незаметен. Это закон больших чисел, и он действительно работает. Мы пока не вполне понимаем все механизмы действия космической погоды, этим занимается относительно новая наука гелиобиология, и она очень важна, в частности, для пилотируемой космонавтики. У нас в институте есть небольшая группа, которая работает над этими проблемами. Но в основном такие работы ведутся, конечно, в профильном Институте медико-биологических проблем РАН. Специалисты наконец поняли важность темы для будущего освоения космоса человеком.

  • Я читал, что вовремя мощной солнечной вспышки 1859 г. даже телеграфные станции загорались.

  • Да, это знаменитое «событие Кэррингтона», одна из мощнейших геомагнитных бурь за всю историю наблюдения. Сейчас мы уже научились этому как-то противостоять, созданы специальные средства защиты, но в XIX в., когда только начали строить железные дороги и телеграфные линии, они достаточно часто выходили из строя. Для России это тогда было не очень актуально, потому что, во-первых, Северный магнитный полюс был далеко, в Канаде, во-вторых, у нас на севере была очень бедная инфраструктура.

  • Плотное освоение северных территорий в СССР началось лишь во второй половине XX в.

  •  

  • Но сейчас и магнитное поле Земли меняется. Северный полюс движется в сторону России, постепенно развивается инфраструктура в Арктике, которой сегодня уделяется усиленное внимание. И все эти неприятности могут выстрелить уже в нашу сторону. Ленин говорил, что в XX в. полюс революционной активности смещается в сторону России, а я часто в шутку продолжаю, что в XXI в. в Россию смещается уже и полюс магнитной активности.

  • Да, полюс движется, и многие ученые пугают нас грядущей переполюсовкой, когда на какое-то время магнитное поле Земли может вообще исчезнуть — со всеми вытекающими последствиями, о которых мы уже говорили.

  • Как раз на эту тему у нас недавно вышла статья в журнале «Успехи физических наук», она так и называется — «Переполюсовка магнитного поля: угрозы подлинные и мнимые». Наша аспирантка О.О. Царева взяла модель эволюции магнитного поля Земли и провела тщательные расчеты. Магнитное поле сейчас в первом приближении дипольное...

  • Да, у нас есть два магнитных полюса, северный и южный. Разве может быть по-другому?

  • Кроме дипольной есть и (сейчас малые) более высокие гармоники поля. Сейчас дипольная компонента магнитного поля постепенно уменьшается, а основной — в соответствии с теоретическими моделями — может стать квадрупольная компонента.

  • То есть с четырьмя полюсами. Грубо говоря, северный магнитный полюс, южный, западный и восточный?

  • Возрастание квадрупольной компоненты как раз и приводит к смещению полюса. Модель такого магнитного поля становится очень сложной. Мы ее «обстреляли» потоками частиц, имитирующими поток космических лучей, и посчитали, какому облучению подвергнется поверхность Земли в разные моменты. В общем, не увидели ничего страшного. Возможно, доза облучения вырастет в два-три раза, но оно будет иметь уже другой характер. Поскольку полюса в квадрупольной системе могут действительно сильно сместиться.

  • Например, в Африку?

  • Вполне возможно. Полярные сияния могут быть в совсем других местах, но в целом катастрофы не произойдет. Важно, конечно, какое время займет этот процесс.

  • Но это же не первая переполюсовка в истории нашей планеты, раньше люди ее переживали как-то?

  • Никак не переживали. Человечество, несмотря на наши субъективные ощущения, еще слишком молодо, нам как виду примерно 50 тыс. лет. А последняя переполюсовка была несколько сотен тысяч лет назад.

  • То есть у нас есть реальный шанс стать первыми разумными свидетелями уникального явления? Но когда оно может произойти?

  • По нашим прогнозам, это может произойти где-то в период с конца XXI до начала XXIII в., то есть время для подготовки еще есть. Но, еще раз повторю, трагедии не предвидится. Могут возникнуть серьезные проблемы для полетов в ближнем космосе. Сейчас на околоземной орбите, где летает МКС, магнитное поле практически такое же, как на Земле. Но квадрупольная компонента поля уменьшается с расстоянием очень быстро. И в период переполюсовки полеты даже в ближнем космосе станут почти так же опасны, как в космосе дальнем, о чем мы с вами уже говорили.

          назад на луну

  • Возвращаясь к такой далекой и такой близкой нам Луне. Насколько я помню, последняя наша автоматическая экспедиция народной естественный спутник состоялась больше 40 лет назад.
  • Совершенно верно, в 1976 г., «Луна-24». Но если вы посмотрите нашу новую программу, увидите и запланированные программы с большими номерами — «Луна-25» и далее, вплоть до 28.

  • То есть новую линейку запускать не хотите? Какую-нибудь «Экспансию-1», «Интерлуние-1», «Облунение-1»?

  • Нет. Напротив, мы хотим показать, что стоим, как говорил Ньютон, на плечах гигантов еще советского времени, которые действительно сделали потрясающие вещи. Сейчас даже трудно представить. как им это удалось. Наша действующая программа (2016-2025) включает четыре автоматические лунные экспедиции.

  • В сравнении с советскими временами действительно не так много. Тогда за 17 лет их было 24.

  • У нас будет пока всего четыре. Первая должна пройти в 2021 г.

  • То есть на подготовку нужно три года?

  • Мы готовы лететь и раньше, но мы хотим попасть не просто на Луну, а на ее южный полюс, а там есть свои непростые баллистические ограничения. Взаиморасположение Земли и Луны таково. что полет на полюс в 2020 г. будет значительно сложнее и дороже, чем в 2021 г. Нам может просто не хватить резерва импульса разгонного блока. А в 2021 г. появляется уже хороший запас, и мы будем себя чувствовать себя увереннее. Очень хочется. чтобы все четыре экспедиции прошли успешно, а для этого очень важно «поспешать не торопясь».

  • Ждали уже с 1976 г., можно потерпеть еще год-другой.

  • Совершенно точно. Лунная гонка СССР и США была очень конструктивна с точки зрения результатов. за короткое время нам удалось сделать фантастически много. Потом на долгое время про Луну забыли. Сейчас мы снова к ней возвращаемся. К нам присоединились новые игроки— очень большой и постоянно растущий интерес к спутнику Земли проявляют товарищи из Китая, из Индии, из Кореи.

  • Китай может нас обогнать?

  • Пока он повторяет то, что было сделано нами полстолетия назад. Но у Китая большие планы и возможности. Интересные программы есть и у Индии, и у Японии. Они уже в этом веке запустили орбитальные аппараты, которые дали достаточно неожиданные результаты.

  • Что такого они могли узнать, чего не знали мы?

  • Нам казалось интуитивно ясным, что, поскольку у Луны нет магнитного поля, поток плазмы солнечного ветра должен врезаться в «мягкую» поверхность Луны и поглощаться там. Но японский орбитальный аппарат «Кагуя» неожиданно обнаружил существенные отраженные потоки. То есть плазма движется не только к Луне, но и от Луны.

  • Как от стенки отскакивает?

  • О том, как это происходит, сейчас идут большие споры. Наиболее правдоподобно связать это явление с небольшими магнитными аномалиями (Луна не обладает сейчас собственным магнитным полем). Эти области действуют как локальные магнитные зеркала, отражающие солнечную плазму.

  • И в этих местах можно строить лунные базы?

  • Нет, эти зеркала не спасают от потоков радиации. они слишком слабы. Но с точки зрения физики плазмы это очень интересно.

  • Раз уж мы коснулись темы лунной гонки СССР и США, я просто не имею права не задать, пожалуй, самый конспирологический вопрос XX в.

  • Я уже знаю какой, мне его задавали уже тысячи раз. Как бы это ни было обидно конспирологам, но американцы на Луне все-таки реально высаживались. У меня на этот счет есть очень простое доказательство, которое сложно опровергнуть. У СССР три автоматические экспедиции доставили на Землю каждая по 150-250 г реголита (лунного грунта). Чуть меньше килограмма. Эти образцы хранятся в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского. Американские астронавты в итоге доставили не 300 г, а 300 кг этого вещества. И их образцы почти не отличаются от наших. Есть, конечно, небольшие региональные нюансы. поскольку образцы взяты в разных местах, но в целом нет причин сомневаться в том, что это одно и то же внеземное (!) вещество. Кстати, научный руководитель института им. В.И. Вернадского академик Э.М. Галимов написал недавно обо всей этой истории очень убедительную статью.

  • Так что, если начать мутить воду историями о том, что американцы небыли на Луне, значит там не было и советских посадочных лунников 16, 20 и 24. Это одно из тысяч доказательств, но его обычно хватает для того, чтобы охладить пыл любого конспиролога.

    луна как Заповедник

  • В той же стратегии, о которой я говорил, написано не просто про исследование Луны, но и про пилотируемые полеты на нее уже до 2030 г.

  • Сейчас этот срок тоже отодвинут чуть дальше. Но сами планы вполне реальны. Мы как раз этим вопросом сейчас занимаемся вместе со специалистами «Роскосмоса». На начало ноября запланировано совместное заседание научно-технического совета «Роскосмоса» и бюро Совета РАН по космосу, на котором будет обсуждаться программа исследования и освоения Луны, где автоматические миссии сочетаются с пилотируемыми полетами и продолжаются работами уже и по освоению Луны

  • Новы же сказали, и Луна в частности враждебны человеку. Так зачем тогда она вообще нам нужна?

  • Для человечества Луна — это прежде всего седьмой континент Земли. По наиболее популярной гипотезе, она образовалась примерно 4 млрд лет назад при столкновении с нашей планетой большого тела типа Марса, которое косым ударом срезало верхние земные слои и выкинуло их в космическое пространство. Из этой расплавленной ударом раскаленной «каши» и образовалась Луна, которая сначала была близко к нам, но потом за счет приливных эффектов отдалилась, постепенно затвердевая. Можно поэтому сказать, что это тоже часть Земли. К сожалению, определение «седьмой континент» перехватили коммерсанты, дав это имя своей сети магазинов.

  • То есть Луна нам не чужая.

  • Ни в коем случае. Можно сказать, что она. как Ева, сотворена из ребра Адама-Земли. Луна, как настоящая жена, играет серьезную роль в жизни Земли, начиная с больших приливов и заканчивая тем. что она спасает нас. оттягивая на себя множество метеоритных ударов. Луну надо исследовать просто как часть Земли. Исследовать механизм ее формирования, ее вещество, ее особенности. Сейчас мы смотрим на освоение Луны уже не так. как в 1970-е гг. Несколько последних экспедиций. в числе которых одна индийская, обнаружили. что полярные области Луны отличаются от экваториальных: под поверхностью там есть слои вечной мерзлоты.

  • А что в этом удивительного? На Земле тоже Занзибар отличается от Антарктиды.

  • И не только на Земле. У Меркурия, несмотря на то что он вообще движется по орбите совсем рядом с Солнцем, в полярных областях, как ни странно, тоже лежит снег. На Луне в ее полярных областях обнаружены запасы замерзшей воды. Насколько глубоко эти запасы распространяются, насколько они объемны, пока сказать трудно, на это мы как раз и хотим ответить с помощью измерений и на поверхности Луны, и на окололунных орбитах, запланированных в нашей лунной программе. Поэтому полярные области Луны для нас сегодня более перспективны и интересны.

  • Поэтому «Луна-25» и нацелена именно на южный полюс?

  • Конечно, и освоение начнется именно с полярных областей. Я думаю, это должны быть вахтовые экспедиции, работающие примерно по такому сценарию, как сейчас нефтяники, осваивающие Север. Ученые, естественно, думают о развитии науки, создании лунной астрофизической обсерватории. Луна предоставляет уникальные возможности, например, для радиоастрономии. Около Земли все заполнено радиошумом, радиоспамом от миллионов радиостанций, мобильных телефонов, поэтому лучшее для радиоастрономов место — Луна, а еще лучшее — ее обратная сторона, которая вообще идеально прикрыта от этих земных шумов. Уже организована специальная международная группа по созданию там электромагнитного заповедника. Ее члены призывают запретить разворачивание всякой технической инфраструктуры на обратной стороне Луны, чтобы там можно было спокойно вслушиваться в электромагнитные шумы Вселенной. Еще одна важная область, в которой могут сильно помочь лунные базы, — исследование тех самых космических лучей, о которых мы говорили. У них колоссальная проникающая способность, поэтому детекторы должны быть очень большими и массивными, чтобы их остановить. У нас была даже идея — для самых энергичных частиц, на пределе максимальных энергий, использовать как мишень саму Луну. Проходя через нее, частицы будут генерировать черенков- ское излучение, которое будет улавливать летающий по окололунной орбите космический аппарат.

  • Красивая идея...

  • Но она оказалась очень трудной в осуществлении. Однако и для меньших энергий там условия очень хорошие.

  • А что мешает такие системы по изучению космических лучей разворачивать не на Луне, а в открытом космосе? Не тащить аппаратуру за сотни тысяч верст, а вывести, как «Хаббл», на орбиту высотой 600-700 км?

  • Все такие установки тяжелые, массивные, на орбите их собирать трудно, а на Луне это можно делать постепенно. Сначала собрать установку с одной чувствительностью, потом добавить оборудование, нарастить массу и получить новую чувствительность, более высокую, и т.д. Так можно достичь очень хороших результатов.

  • Получается модульная система.

  • Именно модульная. На Луне для этого очень хорошие возможности. Интересные перспективы открываются и для рентгеновской, и для гамма- астрономии.

  • Для оптики это идеальное место, там хороший астроклимат, никогда не бывает облаков.

  • Тем не менее, к сожалению, там есть пыль. На Земле есть места с подобным почти идеальным астроклиматом. Но десятиметровые зеркала для оптических телескопов, как в Европейской южной обсерватории, на Луну не потащишь. Поэтому оптикой, наверное, лучше заниматься на Земле. Однако для многих других диапазонов, которые плохо проходят через нашу атмосферу, Луна выглядит подходящей площадкой.

  • Вы говорите про фундаментальную науку. Но ведь Луну можно осваивать и в практических целях. Например, на ней можно добывать гелий-3 для термоядерных реакторов. С ним мы надолго забудем про энергетический голод.

  • А вот тут я вас порадовать не могу. Эту идею начали продвигать много лет назад с самой благородной целью — привлечь интерес к Луне.

  • Как Колумб привлек испанскую королеву обещаниями золота?

  • Именно. И он не просто выполнил свое обещание, а перевыполнил его. Но испанская корона знала, что делать дальше с доставленным награбленным золотом. Здесь ситуация иная. Хотя логика простая: раз уж лететь на Луну, значит, надо что-то с нее привезти, иначе зачем вообще лететь? Золото или какие-нибудь другие даже очень редкие металлы везти будет слишком дорого. Вот и придумали панацею — гелий-3. Вроде как в солнечном ветре, в основном состоящим из протонов, около 4% составляют атомы обычного гелия-4, называемые в ядерной физике альфа-частицами. В этих 4% кроме гелия-4 есть и маленькая доля изотопов гелия-3. Они сталкиваются с поверхностью Луны, имплантируется в нее, поэтому в поверхностном слое ге- лий-3 в крошечных количествах действительно может присутствовать. Но он имплантируется на очень малую глубину, поскольку у солнечного ветра относительно небольшая энергия. И гелий-3 будет быстро испаряться с поверхности.

  • Но в доставленных с Луны образцах реголита его нашли?

  • В весьма незначительных количествах. Для того чтобы его добыть в необходимых объемах, нужно создать на Луне промышленность, соизмеримую с золотодобывающей отраслью на Земле. При этом доля гелия-3 в лунном грунте такова, что золотопромышленники на Земле его бы добывать не стали: экономически невыгодно.

  • Но ведь он значительно дороже золота!

  • Хорошо, пусть так. Пусть ценой неимоверных усилий и баснословных капиталовложений мы создали на Луне мощную гелиодобывающую и гелиообогатительную промышленность. Добыли гелий-3 и даже доставили его на Землю. А что дальше?

  • Как что? Сжигаем его в термоядерном реакторе и получаем почти бесплатную электроэнергию.

  •  

  •  
  • Ну. насчет почти бесплатной я бы не был столь категоричен. Тут дело доходит до плазмы, а это как раз моя область. Плазму очень трудно удержать, она стремится выскочить из всех удерживающих магнитных полей, и в этом главная проблема уже долгие десятилетия ведущихся работ по управляемому термоядерному синтезу (УТС). Для того чтобы произошла термоядерная реакция, надо сблизить атомы, преодолеть силы электростатического отталкивания. И тут нам нужна очень высокая температура. Для термоядерного синтеза, даже в самой легкой в этом плане дейтерий-тритиевой плазмы, нужна температура около 100 млн градусов. Сейчас во Франции строится (медленно, но все же строится) международная установка ITER (в этих работах очень активно участвует и наша страна), в которой, как мы все надеемся, этот процесс должен наконец запуститься. Но чтобы осуществить реакцию на гелии-3, нужна температура где-то в девять-десять раз больше.

  • Почти миллиард градусов? Такой температуры, думаю, и в ядре Солнца нет.

  • Нет, там максимально примерно 15 млн. И нам в земных условиях нагреть плазму до такой температуры будет, мягко говоря, непросто. И на порядок более легкую задачу уже не могут решить несколько поколений исследователей.

  • Аесли решим? Раньше и 10 млн градусов казались фантастикой, а сейчас натокамаках мы эту температуру получаем достаточно просто.

  • А если решим, тогда сходите в аптеку и купите пузырек борной кислоты. Реакции на боре дают те же эффекты, что на гелии-3, а температура нужна ненамного выше, не 1 млрд, а где-то 1,3 млрд градусов.

  • Ну да, если уж до миллиарда докрутим, там еще чуть-чуть останется.

  • А после этого можно использовать и бор, огромные запасы которого ждут желающих в земных морях и океанах. Поэтому, если человечество когда-нибудь решит задачу удержания сверхгорячей плазмы, нам уже не понадобится никакой лунный гелий-3, обойдемся бором. Так что пока с колумбовыми обещаниями у нас сложности, сильно обогатиться за счет Луны в материальном плане вряд ли получится. Зато знаний о том. как устроен мир, она нам безусловно прибавит. И, как это уже не раз случалось, вложения в создание новой уникальной космической техники, систем связи, навигации и передачи больших объемов данных, медико-биологические исследования поведения человека в экстремальных условиях, необходимые для освоения Луны, дадут мощный толчок развитию и земной техники, и земной медицины. Вспомним, например, исключительно дорогую американскую программу «Аполлон», о которой мы сегодня уже говорили. Отдача от нее в технических инновациях для промышленности в разы превзошла вложения. В не столь далекие времена в нашей стране на всех домах висели плакаты с цитатой из выступления Л.И. Брежнева: «Экономика должна быть экономной». Я бы перефразировал эту глубокую мысль: экономика должна быть дальновидной. Все-таки главное богатство и всего человечества, и каждой отдельной страны — это новые знания. Недаром наш вид называется не «человек сильный» или «человек богатый», а именно «человек разумный».

  • умаю, большинство читателей «В мире науки» со мной согласятся. Остается только убедить в этом «испанскую королеву». ■

    Беседовал Валерий Чумаков

    в следующем номере

    Академик Л.М. Зеленый расскажет о грядущих полетах на другие планеты Солнечной системы, о поисках внеземной жизни и о неожиданных, хотя и спорных выводах, которые сделали российские ученые, изучая фотографии поверхности Венеры, полученные советскими посадочными станциями в 1970-1980-х гг.

  •  

     

в мире науки 11 2018 космос лев зеленый луна луноход марс мкс солнце

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • LLL, 15 января 2019 г. 15:39:28

    Потрясающе интересно, спасибо!
    Только - большая просьба к модераторам - ошибочки исправьте ( грамматические).

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.