Zašto uspjeh istraživanja Mjeseca izravno ovisi o "bitki hipoteza" o njegovom nastanku
Među teorijama o podrijetlu Selene već se dugo vodi ozbiljna borba: američki znanstvenici smatraju da ju je "udario" sa Zemlje udarcem drevnog mrtvog planeta, a njihove kolege iz Rusije i Izraela - da nije bilo eshatoloških sudara planeta. Kako će zemljaci istraživati Mjesec, ovisi o tome koji je od njih pravi.
Na prvi je pogled tajanstvena oko Zemljinog satelita tajanstvena. S jedne strane, kolonizacija Mjeseca jedva da ima smisla: njegovo područje (oko 1/14 Zemljine površine) približno je jednako području Zemljinih tropskih i arktičkih pustinja; u međuvremenu, čak se i kopnene pustinje savladavaju vrlo sporo, a razvoj Mjeseca koštat će narednih koraka više. Mišljenje entuzijasta da tamo postoji helij-3 i da je to dostojan razlog za istraživanje Mjeseca u suprotnosti je s dobro poznatom činjenicom: energetski povoljna termonuklearna reakcija još nije postignuta čak i za deuterij, dok je paljenje helijem-3 narednih razmjera teže i leži vani predvidiva budućnost čovječanstva. S druge strane, jedna snaga za drugom planira nove slijetanje na Mjesec ove godine. Pitanje je: zašto?
Točan odgovor na ovo pitanje je jednostavan: znanstvena i resursna utrka je "pomiješana" s rasom prestiža. Ako su neameričke hipoteze o podrijetlu zemljinog satelita točne, tamo je puno vode i u obliku vodenog leda koji je pogodan za razvoj. U prisutnosti vode, zemaljski usjevi mogu se uzgajati na lunarnom regolitu - takvi su pokusi već uspješno izvedeni. Uz vodu i hranu, kao i s izvorom kisika, biti će mnogo, puno lakše i jeftinije proučavati i savladati Mjesec nego u slučaju u kojem se sve mora prevesti sa Zemlje. Naglašavamo da postavljanje baze ne znači kolonizaciju. Arktički otoci i Antarktika ne mogu biti naseljeni, ali postoje baze. Potrebne su iz istraživačkih, vojnih i logističkih razloga. Mjesec ima šest puta manju gravitaciju od zemlje. To znači da je lakše (ako vam je potrebno deset puta manje goriva) dizati gorivo i oksidator,dobivene iz iste vode - na primjer, za dopunu brodova koji lete na Mars. Ali da biste počeli planirati lunarne baze, prvo morate otkriti: tko je u pravu? Je li Mjesec doista suh?
Megawar: kako se rodila ideja da se Zemlja sudara s drugim planetom
Vrijedno je pogledati Sunčev sustav kao što je bilo poznato 1975. godine, kada su Amerikanci Hartman i Davis formulirali teoriju megakolizije Zemlja-Teia. U toj dalekoj godini, Charon još nije otkriven i točno su bile poznate dvije vrste satelita u cijelom Sunčevom sustavu: oni koji su radikalno manji od njihovih planeta (Phobos i Deimos, sateliti divovskih planeta) i Mjesec. Ona je u to vrijeme bila jedini poznati satelit, čija je masa bila više od posto mase njene planete.
Neobična priroda ovog satelita također je zahtijevala nekonvencionalnu teoriju o njegovom nastanku, posebno zato što su nespretne hipoteze prethodnika, poput odvajanja komada od Zemlje pod navodnom radnjom njegove nekadašnje brze rotacije (hipoteza Darwina, sina Charlesa Darwina), bile pomalo naivne i lako ih je odbiti. Ova i slične hipoteze slabo su objasnile činjenicu da je željezna jezgra Mjeseca mala u usporedbi sa Zemljom, a nema vode (kao što se u to vrijeme vjerovalo).
Promotivni video:
U stvari, u to je vrijeme voda u mjesečevoj stijeni već bila otkrivena: Apolon je zemlju donio na Zemlju, gdje je voda pronađena u 60-ima. Ali pripisano je zemaljskom zagađenju ili meteoritima. Izravni dokazi ionskih detektora koji su otkrili vodu u blizini Apolona također su pripisani zemaljskom zagađenju. U lunarnoj geologiji pokrenut je fenomen koji se češće pripisuje humanističkim znanostima - znanstvenici su odbacili empirijske činjenice, jer se nisu uklapale u tada postojeće teorije o podrijetlu Selene: u svima njima prvo se topilo, to jest, moralo je izgubiti vodu. Znanost tog vremena pretpostavljala je samo jednu varijantu vode koja udara na Mjesec - kometama. Ali u kozmetičkoj vodi omjer deuterija i vodika je različit, a u vodi koju su na Mjesecu pronašli Amerikanci omjer ovih izotopa vodika bio je isti kao na Zemlji. Teorija toga vremena to nije dopuštala,zašto je sve pripisano "zagađenju zemlje", a Selena je proglašena potpuno bez vode.
Međutim, druge značajke lunarnog tla zemaljskim onečišćenjem nisu se mogle objasniti. Riječ je o nižem sadržaju titana i drugih relativno teških elemenata.
Sudar Zemlje s drugim planetom.
Tada je, 1975., u SAD-u rođena hipoteza o mega-utjecaju (mega-utjecaj). Prema njemu, drevni planet Theia prije 4,5 milijardi godina sudario se sa Zemljom i super-snažan udar bacio je veliku količinu materijala s obje planete u svemir. Mjesec je s vremenom nastao iz krhotina. Zemaljski satelit dobiven je ne "primarno" (kao, na primjer, sateliti Jupiter), već "sekundarno", što je nastalo sudarom velikih nebeskih tijela. Otklonjeno je pitanje zašto je masa Selene toliko velika u usporedbi s masom same Zemlje - mnogo više od satelita drugih planeta Sunčevog sustava.
Mega utjecaj je također lako objasnio zašto je na Mjesecu bilo malo teških elemenata (što je istina) i uopće nema vode (što je nakon Apolonovih leta bilo tvrdoglavo nepoznavanje činjenica). Gornji slojevi Zemlje sadrže malo teških elemenata - većina njih potonula je u jezgri i donjim slojevima magme. Kad bi se planeti sudarili, krhotine su trebale razletjeti na tisuće stupnjeva. Svaka voda iz njih bi isparila i odletjela u svemir. Kad su ohlađeni ostaci formirali mjesec, do sad su trebali biti potpuno suhi.
Čini se da je netko promašio
Hipoteza je izgledala u redu tri cijele godine. Ali već 1978. otkriven je Charon, satelit Plutona. Ako je Mjesec 80 puta manje masivan od Zemlje, onda je Charon samo devet puta lakši od Plutona. Pokazalo se da nema ništa jedinstveno u izgledu mjeseca. Postavljalo se prirodno pitanje: kako je to moguće budući da sudar velikih planeta poput Theije i Zemlje mora biti rijedak događaj?
Umjetnički pogled na Charona s površine Plutona.
Još je neugodnija bila analiza mjesečevih stijena u laboratorijima i prvi podaci o meteoritima vanzemaljskog podrijetla. Pokazalo se da je samo Mjesec izotopijski nerazlučiv od Zemlje, a svi se drugi planeti Sunčevog sustava jasno razlikuju. Kako se to dogodilo ako Selena navodno sadrži supstancu drugog planeta - hipotetsku drevnu Theiju?
Da bi se objasnila kontradikcija, izmijenjena je hipoteza mega-šoka: smatrano je da je mjesto rođenja Teia smatrano … Zemljinom orbitom, stoga je izotopski sastav oba planeta isti. Navodno su se na njemu odjednom formirale dvije planete, koje su se potom sudarile. Nije bilo jasno zašto su se dvije planete pojavile na zemljinoj orbiti, a jedna po jedna na orbiti drugih planeta sustava.
Problemi su dodali i geologe. Postavljalo se legitimno pitanje: ako je mega sudar dviju planeta zagrijao Zemlju i njene krhotine, odakle je voda na planeti? Po svemu sudeći trebao je ispariti. Teorija o mega-utjecaju već je postala izuzetno popularna, nisu je htjeli napustiti, pa je iznesena ideja da se voda pojavi na Zemlji kasnije - donijeli su je kometi koji su na planetu padali milijarde godina. No, ubrzo je otkriveno da je omjer izotopa vodika i kisika u kometarnoj vodi vrlo različit od istog omjera u zemaljskoj vodi. Voda iz asteroida je sličnija, ali ih ima vrlo malo, to jest ne mogu biti izvor Zemljinih oceana.
Napokon, u 21. stoljeću na Mjesecu su se počeli nalaziti tragovi vode. A kad su zagovornici hipoteze o mega-šoku sugerirali da su kometi donijeli ovu vodu, nizozemski geolozi pokazali su da mjesečeve stijene ne bi mogle nastati u svom sadašnjem obliku bez prisustva vode od samog početka formiranja satelita. Situaciju su pogoršavali ruski astronomi: prema njihovom mišljenju, tipičan sud kometa s Mjesecom dovodi do odlaska više od 95% vode natrag u svemir.
Najbolje od svega, situacija se odrazila u članku iz 2013. s naslovnim naslovom „Teorija utjecaja je iscrpljena“.
Kako je asteroidni čekić izgradio mjesec
2007. objavljeno je djelo poznatog fizičara N. Gorkavyja "Formiranje mjeseca i binarnih asteroida", koje je prvi put pokazalo da mehanizam formiranja Mjeseca nije jedinstven - naprotiv, stvorio je ogroman broj satelita u Sunčevom sustavu. Samo su ovi sateliti formirani uglavnom u asteroidima, a ne na masivnijim planetima.
Scenarij pojave i asteroidnih satelita i Mjeseca je jednostavan. Prvi sudari s asteroidima veličine 10-1000 kilometara tvore prsten izbačenih krhotina oko planete čija je brzina veća od prvog kozmičkog (to jest, oni se ne mogu brzo vratiti). Napadi asteroida naglo povećavaju masu diska - njegovi krhotine "presreću" nove krhotine koje lete s planete. Oni koji su letjeli u smjeru suprotnom smjeru vrtnje diska i planeta, od sudara s krhotinama diska gube brzinu i padaju natrag na planetu. Oni koji lete u istom smjeru u kojem se vrti disk i planet - pridružuju se disku. Što je veća njegova masa, više otpadaka koje novi nosači mogu ubiti. Iz sve više sudara, stari otpadak na disku gubi energiju i brzinu, postaje im lakše da se "zbliže" prilikom udara,bez raspršivanja nakon sudara. Tako se na disku počinje formirati veliki satelit.
U takvom scenariju, ni Zemlja ni razoreni krhotine ne zagrijavaju se na tisuće stupnjeva, to jest, da zemaljska voda ne proključa ni u zemaljskim oceanima, niti kao dio Mjeseca. I izotopi u njihovim čvrstim stijenama podudaraju se, jer je, čini se, Selene nastala uglavnom iz zemnih krhotina.
Također postaje lako razumjeti podrijetlo lunarnih mora na dijelu Mjeseca okrenutom prema Zemlji (prije otprilike 3-4 milijarde godina, lava se izlila na površinu Mjeseca i očvrsnula, formirala je tamna mora koja pokrivaju 16% površine Mjeseca i nalaze se na vidljivoj strani Mjeseca). Ako Mjesec "presreće" svu krhotinu koju su asteroidi iz Zemlje izbacili, tada bi ih trebao "uhvatiti" sa stranom okrenutom prema Zemlji. Stoga je na sjenivoj strani satelita mnogo manje lunarnih mora.
Kao što je to slučaj s hipotezama u naše vrijeme, nekoliko znanstvenih skupina može učiniti isto otkriće, jer u časopisima s recenzijom postoji mnogo članaka, a nemaju svi znanstvenici dovoljno vremena da ih pročitaju. Zaključke Gorkavyja 2014. godine je ponovno otkrila moskovska skupina astronoma, a 2015. jedna izraelska. Za sada ta hipoteza nije prihvaćena samo u Sjedinjenim Državama, međutim, samo je pitanje vremena. Suprotnosti hipoteze o mega utjecaju su nerešive, dok nova još ne pokazuje kontradikciju s promatranom stvarnošću.
Kako će nova teorija promijeniti praksu proučavanja i istraživanja Mjeseca
Ako je Mjesec nastao od zemaljskog materijala, na njemu moraju biti svjetlosni elementi. Voda s površine ubrzo je isparila, ali nema sunca u cirkumpolarnim zonama (posebno u kraterima). Radarski podaci podržavaju ovu hipotezu. To znači da su događaji koji se čine prije nekoliko milijardi godina od vitalnog značaja danas. Da je lunarna voda proizvod kometa, bila bi oskudna i teško bi se sačuvala u obliku primjetnih količina čistog leda.
Ulazi u cijevi s lavom, unutar kojih može biti puno vodenog leda.
Ono što je važno, osim krokodernih kratera, postoje i druga mjesta na planeti gdje je moguće prisustvo svjetlosnih elemenata - cijevi od lave. U uvjetima niske mjesečeve gravitacije, takve vulkanske špilje imaju promjer do stotina metara, a njihova se duljina mjeri u kilometrima. Sloj tla s 10 metara u potpunosti štiti unutrašnjost špilja od kozmičkog zračenja, a temperatura u njima je uvijek stabilna. Američki istraživači sugeriraju da tamo, kao i u većem broju cijevi Zemlje lave, može postojati čisti vodeni led. Mnogo je ulaza u cijevi lunarne lave (na slici gore). Nema boljeg mjesta za lunarnu istraživačku bazu.
Krater u moru spokoja (Mare Tranquillitatis).
U svjetlu novih podataka, potrebno je istraživati Mjesec ne na malim širinama, kao što su to radili Amerikanci 60-70-ih, već na sasvim drugim mjestima - bliže polovima. Tamo, usput, kao što je lako uvjeriti, Indijanci i drugi novi sudionici mjesečeve utrke šalju svoja vozila. U svakom pokušaju stvaranja lunarne baze, vodeni led bit će dragocjen resurs. Osim toga, u skoropolarnoj zoni Mjeseca sunčana svjetlost na nekim mjestima sjaji više od 95% u trajanju godine. To će dodatno pojednostaviti temeljenje. Jasno je da dijelove satelita nitko neće proglasiti vlasništvom zemaljske države, ali, kao što je slučaj s arktičkim bazama, onaj tko se prvi ustupi na povoljnom mjestu imat će velike prednosti u proučavanju Mjeseca.
Dakle, američka teorija o stvaranju Mjeseca tijekom međuplanetarnog sudara tvrdi da je Selena suhi komad kamena, u kojem ima malo vode i samo je aluvijalno. Ruski, a kasnije i izraelski postulat, da je Zemljin satelit nastao zbog mnogih utjecaja malih asteroida i zato je bogat vodom. Onaj koji prvi otkrije koja je od teorija tačna, dobit će veliko početno stanje u razvoju lunarne vode. Ona će postati ključni resurs bez kojeg nije moguća posebno lunarna baza, niti detaljno proučavanje Mjeseca općenito.