Светослав Александров, февруари 2007 г. Eдва ли има друго небесно тяло, което да е толкова добре проучено колкото Луната. Луната е небесното тяло, което се намира най-близо до Земята. Луната е единственото небесно тяло на което е стъпвал човешки крак. Към Луната са изпращани най-много космически апарати. От Луната са доставени скали. Има планове на Луната да се създаде постоянна обитаема база.
Общи сведения за Луната
Луната е единственият естествен спътник на Земята. Отдалечена е от Земята на 384 399 километра. Диаметърът и е 30 пъти от този на Земята. Единствените по-големи от Луната спътници са спътниците на Юпитер Ганимед, Калисто и Йо и спътникът на Сатурн Титан. Луната прави една пълна обиколка около Земята за 27.3 дена, а периодичните вариации в геометрията Земя-Луна са отговорни за лунните фази, които се повтарят на всеки 29.5 дни. Гравитационното привличане на Луната е отговорно за приливите и отливите.
Лунното въртене около Земята е в синхрон със земната ротация, което означава, че Луната е винаги обърната с едната страна към Земята. Тази, която ние не виждаме се нарича обратна страна. Обратната страна не е закрита от слънцето, както някои хора смятат и не тъне в постоянен мрак.
Теренът на Луната е осеян от ударни кратери. Други характерни особености са планините и моретата. Древните астрономи са вярвали, че моретата са пълни с вода, но днес се знае, че лунните морета нямат нищо общо със земните. Под названието лунно море ние трябва да разбираме относително равнинен участък.
Има хипотеза, според която във вътрешността на някои кратери, което никога не са огрявани от слънцето, може да има лед. Ако тази хипотеза е вярна това може да има решаващо влияние при избиране на място където да построим първата обитаема лунна база.
Фази
Погрешно схващане сред хората е, че лунните затъмнения са причина за фазите на Луната. Всъщност Луната заема различни положения спрямо осветяващото я Слънце и Земята, а не Земята да хвърля сянка върху Луната.
Наименования на фазите:
Новолуние - когато Луната е обърната с неосветената страна към Земята. Тогава тя е невидима.
Първа четвърт - когато дясната половина на Луната е ясно видима.
Пълнолуние - целият лунен диск е ясно видим.
Последна четвърт - лявата половина от лунната повърхност е осветена.
Изледвания от космически апарати
За улеснение ние ще разграничим изследванията на няколко етапа - ранен етап, когато Русия и СССР изпращат първите безпилотни космически кораби - от 1959 до 1968. Следва нов етап, когато Луната е посетена от първите хора, а СССР доставя проби от Луната в безпилотен режим и изпраща самоходни устройства. След този етап настъпва период на затишие - от 1976 до 1990, когато и САЩ, и СССР са концентрирани в разработката на нови пилотирани космически кораби и междупланетни сонди до Марс и Венера. След 1990 започва етап на изследването на Луната със съвременни космически апарати, който евентуално ще завърши със завръщането на хората върху нашия спътник и ще започне изграждането на обитаема база.
Ранен етап и първите космически апарати на Луната
Началният етап от лунното изследване е част от Космическата надпревара, когато СССР и САЩ се надбягват в това кой пръв ще стигне до Луната с безпилотен и с пилотиран космически кораб.
На 4-ти януари 1959 година излита сондата Луна 1 с цел да се разбие в естествения ни спътник и така СССР да докажат на САЩ, че вече разполагат с технология, която може да заведе съветска технология на Луната. Скоро след изстрелването става ясно, че Луна 1 няма да достигне Луната, а ще прелети край нея на голямо разстояния. Луна 1 получава ново име - Мечта и символизира мечтата на хората да покорят планетите.
На 12 септември 1959 година излита Луна 2. Този път СССР имат по-голям успех- сондата успешно се разбива на Луната. Съветските учени спечелват първия рунд от надпреварата.
Същата година, на 7 октомври излита мощна АМС - Луна 3. Сондата е въоръжена с фототелевизионна камера, която работи на относително прост принцип. Снимките се проявяват на лента, а после се сканират и изпращат на Земята. Колкото и съмнително да звучи, по този начин СССР постигат още един успех- получават първите снимки на невидимата страна.
Тази снимка със лошо качество е една от първите, които получаваме от обратната страна. Направена е от съветската АМС Луна 3 . Авторско право - руската академия на науките
Следват опити от страна на СССР да осъществят меко кацане. След серия провали Луна 9 най-сетне достига повърхността и осъществява меко кацане. Съветските учени спечелват и този рунд. На Земята са изпратени първите снимки от самата повърхност на нашия спътник. Датата е 3-ти февруари 1966 г.
Скоро САЩ успяват да "догонят" съветските учени. Сървеър 1 каца на Луната на 2-ри юни 1966 година.
Снимка от Сървеър 1
Последните космически апарати, които достигат Луната в безпилотен режим преди историческото кацане от човек става на 7-ми януари 1968 от Сървеър 7 и Луна 14, която е орбитална мисия.
Човек на Луната
1968 година. Коледа. Вероятно най-добрият коледен подарък за НАСА и американските учени. Корабът Аполо 8 навлиза в орбита около Луната. Командир Франк Борман, пилот на командния модул Джеймс Ловъл, и пилот на лунния модул Уилям Андерс стават първите жители, които правят обиколка около Луната. Мечтата на Жул Верн се сбъдва.
Макар че на мисията Аполо 8 има пилот на лунния модул самият лунен модул още не е готов за полет. Затова първото кацане не е извършено през тази година. Лунният модул е готов едва през 1969 година и е тестван на земна орбита по време на полета Аполо 9 и в орбита около Луната ( репетиция, без лунно кацане ) по време на полета Аполо 10. По време на тези тестови полети се извършва и репетиция по скачването и откачването на отделните компоненти на кораб Аполо.
На 16-ти юли 1969 година е изстрелян кораба Аполо 11 с астронавти командир Нийл Армстронг, пилот на командния модул Майкъл Колинз и пилот на Лунния модул Едуин Олдрин. На 20-ти юли Армстронг и Олдрин стават първите жители кацнали на Луната. САЩ успяват да победят СССР в този решаващ момент. Когато Армстронг стъпва на Луната милиони телевизионни зрители по света чуват думите му - "Малка стъпка за един човек- огромен скок за човечеството." По неизвестни причини в руския блок лунното кацане не се предава по телевизията и страните от Източна Европа и републиките от СССР не успяват да видят момента на кацането и първите стъпки на човек на Луната.
Следват мисиите Аполо 12, които извършват кацане в близост до безпилотната сонда Сървеър 3. Те демонтират части от тази АМС и я доставят на Земята за по-нататъшни изследвания в лабораториите. Тези изследвания ни помагат да разберем как престоя на апаратура в космическите условия се отразява на нейната функционалност.
Аполо 12 и Сървеър 3
След взрив на Аполо 13 астронавтите на борда едва не загиват. Официалната причина за инцидента е дефектен кислороден резервоар, в който кабелите са били с разтопена изолация и са довели до фатална искра. Астронавтите успяват да влязат в лунния модул, който им служи като спасителна лодка до завръщането на Земята, а самото лунно кацане е отменено. Ако случайно аварията е била настъпила късно, след евентуално кацане, тогава астронавтите със сигурност щяха да загинат.
Следват успешните мисии на Аполо 14, 15, 16 и 17. По време на тези късни мисии американците изпробват мобилен луноход, който може да превозва двама човека на лунната повърхност. На борда на Аполо 17 пътува и геологът Харисън Шмит, който проучва скалните породи на място.
Въпреки, че пилотираната лунна програма на СССР се проваля заради дефекти в ракетата Н1, те успяват да повторят успехите на САЩ в безпилотен режим.
На 12 септември 1970 година е изстреляна съветската сонда Луна 16. Тя каца на Луната, взема проби и ги доставя на Земята по същия начин както Аполо. Безпилотен луноход каца на 17 ноември същата година на борда на станцията Луна 17.
Епохата на тези големи съветски и американски успехи завършва със полетите на Аполо 17 и Луна 24 ( 1976 г. ). Следва период на дълго затишие, през който никоя страна не изпраща пилотирани кораби и безпилотни АМС до Луната.
Период на затишие
Защо се стига до този период на затишие? Полетите Аполо се оказват твърде скъпи за НАСА. Бюджетът на агенцията не достига. Американците решават да поемат в нова посока - строеж на космически кораб за многократна употреба, който трябва да бъде по-евтин и надежден. Така ние се сдобиваме със совалката - която нито е надеждна, нито евтина, нито може да пътува до Луната а е предназначена само за околоземна орбита. Космическата совалка крепи пилотираната програма на САЩ цели 26 години.
СССР също се ориентират към работа в околоземна орбита. Те също построяват своя совалка - Буран, строят орбитални станции. Върхът на сладоледа е извеждането на Орбитален комплекс Мир - най-големия успех в пилотираната програма на СССР, а след разпадането на съюза - на Русия.
СССР изстрелват сонди до други планети през този период на затишие - Фобос 1 и 2 до Марс, от които само Фобос 2 е успешна ( макар и частично ). Сондите Вега 1 и 2 пък изследват кометата Халей и Венера.
Изледване на Луната със съвременни космически апарати
На 24 януари 1990 г. Япония отваря нова страница в изследването на Луната. След многобройни технически проблеми Хитен достига лунна орбита. Хитен изглежда е предимно инженерен успех, защото космическия кораб носи само един научен инструмент - брояч на прахови частици.
На 25-ти януари 1994 година излита орбиталния апарат на НАСА Клементин. След 1 месец той достигна лунна орбита и започва подробно картографиране на лунната повърхност. Лазерът на борда позволява измерването на разстоянието от космическия кораб до специфични региони. Това помогна за съставянето на релефна карта на Луната.
На 7-ми януари 1998 излита още един апарат на НАСА – Лунар Проспектор. Основната задача на мисията беше да търси вода под формата на лед около полюсите. Но космическият кораб не откри дори минимално количество от очаквания лед.
Снимка на Луната от сондата Клементин
През 2003 година и Европейската космическа агенция се включва в изследването на Луната. СМАРТ-1 е сонда, която трябваше да тества нова технология за придвижване в Космоса – посредством йонен двигател. След цели 17 месеца път СМАРТ 1 пристигна на орбита около Луната и проведе научни изследвания.
Днес изглежда, че човечеството прави бавни, но сигурни крачки на завръщане на Луната. Скоро НАСА отново ще изпрати роботизирана техника – догодина се очаква да излети орбиталната сонда Лунар Риконисънс Орбитър, а още тази години Япония и Китай ще се опитат да изпратят орбитални апарати. След това ще бъдат изпратени първите спускаеми апарати от десетилетия насам, а накрая... човек отново ще стъпи на Луната.