Hvorfor succesen med udforskningen af Månen direkte afhænger af "slaget om hypoteser" om dens oprindelse
Blandt teorierne om Selenas oprindelse har der været en alvorlig kamp i lang tid: Amerikanske videnskabsmænd mener, at hun blev "slået ud" af Jorden ved slag af en gammel død planet og deres kolleger fra Rusland og Israel - at der ikke var nogen eskatologiske kollisioner med planeter. Hvordan jordboere vil udforske månen, afhænger af, hvilken af dem der har ret.
Ved første øjekast er travlheden omkring jordens satellit mystisk. På den ene side giver månens kolonisering næppe mening: dens område (ca. 1/14 af jordens område) er omtrent lig med jordens tropiske og arktiske ørkener; I mellemtiden mestres selv jordiske ørkener meget langsomt, og månens udvikling koster en størrelsesorden mere. Entusiasternes opfattelse af, at der er helium-3 der, og det er en værdig årsag til udforskningen af Månen, er i modstrid med det velkendte faktum: En energisk gunstig termonuklear reaktion er endnu ikke opnået, selv for deuterium, mens antændelsen af helium-3 er en størrelsesorden tungere og ligger uden for menneskets forventede fremtid. På den anden side planlægger den ene kraft efter den anden nye landinger på månen i år. Spørgsmålet er: hvorfor?
Det rigtige svar på dette spørgsmål er simpelt: en videnskabelig race og ressource race er "blandet" med race af prestige. Hvis de ikke-amerikanske hypoteser om oprindelsen af jordens satellit er korrekte, er der meget vand der, og i en form for vandis, der er praktisk til udvikling. I nærværelse af vand kan jordafgrøder dyrkes på månens regolit - sådanne eksperimenter er allerede blevet udført med succes. Med vand og mad såvel som med en iltkilde vil det være meget, meget lettere og billigere at studere og mestre Månen end i det tilfælde, hvor alt skal transporteres fra Jorden. Vi understreger, at grundlæggelsen af basen ikke betyder kolonisering. De arktiske øer og Antarktis kan ikke befolkes tæt, men der er baser der. De er nødvendige af forsknings-, militære og logistiske grunde. Månen har seks gange mindre tyngdekraft end jorden. Dette betyder, at det er lettere af det (du har brug for ti gange mindre brændstof) til at løfte brændstof og oxidator,opnået fra det samme vand - for eksempel til tankning af skibe, der flyver til Mars. Men for at begynde at planlægge månebaser, skal du først finde ud af: hvem har ret? Er månen virkelig tør?
Megawar: hvordan ideen om Jorden kolliderer med en anden planet blev født
Det er værd at se på solsystemet, som det blev kendt i 1975, da amerikanerne Hartman og Davis formulerede teorien om jord-Teia-megakollisionen. I det fjerne år blev Charon endnu ikke opdaget, og der blev kendt nøjagtigt to typer satellitter i hele solsystemet: dem, der er radikalt mindre end deres planeter (Phobos og Deimos, satellitter til gigantplaneterne) og Månen. Hun var den eneste kendte satellit på det tidspunkt, hvis masse udgjorde mere end en procent af massen på hendes planet.
Den usædvanlige karakter af denne satellit krævede også en ukonventionel teori om dens oprindelse, især da de klodsede forgængerhypoteser, såsom adskillelse af et stykke fra Jorden under den påståede handling af dens tidligere hurtige rotation (hypotesen om Darwin, søn af Charles Darwin), var noget naive og let tilbagevendte. Denne og lignende hypoteser forklarede dårligt det faktum, at jernkernen i Månen er lille i sammenligning med Jorden, og der ikke er vand (som det blev antaget på det tidspunkt).
Salgsfremmende video:
Faktisk var på det tidspunkt allerede vand i måneklippen blevet opdaget: Apolloen bragte jorden til Jorden, hvor der blev fundet vand i 60'erne. Men det blev tilskrevet jordforurening eller meteoritter. Direkte bevis fra iondetektorer, der detekterede vand i nærheden af Apollo, blev også tilskrevet jordforurening. I månens geologi blev et fænomen, der oftere tilskrives humaniora, udløst - forskere afviste empiriske kendsgerninger, da de ikke stemte overens med de daværende eksisterende teorier om Selenas oprindelse: i dem alle smeltede det først, det var, det måtte miste vand. Dengang videnskab antog kun en variant af vand, der rammer månen - med kometer. Men i kometært vand er forholdet mellem deuterium og brint anderledes, og i vand, som amerikanerne fandt på Månen, var forholdet mellem disse brintisotoper det samme som på Jorden. Teorien fra den tid tillader ikke dette,hvorfor alt blev tilskrevet "jordforurening", og Selena blev erklæret helt vandløs.
Andre træk ved månens jord ved jordforurening kunne imidlertid ikke forklares. Det handler om et lavere indhold af titan og andre relativt tunge elementer.
Kollision af Jorden med en anden planet.
Det var derefter, i 1975, at mega-impact-hypotesen (mega-impact) blev født i USA. Ifølge den kolliderede den gamle planet Theia for 4,5 milliarder år siden med jorden, og en supermægtig påvirkning kastede en stor mængde materiale fra begge planeter ud i rummet. Månen dannede sig gennem resterne over tid. Den jordiske satellit blev ikke opnået "primær" (som fx Jupiters satellitter), men "sekundær", der stammede fra kollisionen med store himmellegemer. Spørgsmålet blev fjernet om, hvorfor massen af Selena er så stor i sammenligning med selve jordens masse - meget mere end satellitterne til andre planeter i solsystemet.
Mega Impact forklarede også let, hvorfor der var få tunge elementer på Månen (hvilket var sandt) og intet vand overhovedet (som efter Apollo-flyvningerne var en stædig uvidenhed om fakta). De øverste lag på Jorden indeholder få tunge elementer - de fleste af dem sænkede ned i kernen og de nedre lag af magma. Da planeterne kolliderede, skulle affaldet have blusset op til tusinder af grader. Alt vand fra dem ville fordampe og flyve ud i rummet. Da det afkølede affald dannede månen, skulle de have været helt tørre nu.
Det ser ud til, at nogen er gået glip af
Hypotesen så fint ud i tre hele år. Men allerede i 1978 blev Charon, en satellit af Pluto, opdaget. Hvis Månen er 80 gange mindre massiv end Jorden, er Charon kun ni gange lettere end Pluto. Det viste sig, at der ikke er noget unikt ved månens udseende. Et naturligt spørgsmål opstod: hvordan er dette muligt, da kollisionen mellem store planeter som Theia og Jorden må være en sjælden begivenhed?
En kunstners syn på Charon fra overfladen af Pluto.
Endnu mere upraktisk var analysen af månebergarter i laboratorier og de første data om meteoritter af fremmed oprindelse. Det viste sig, at kun månen er isotopisk ikke skelnen fra jorden, og alle andre planeter i solsystemet er klart forskellige. Hvordan skete dette, hvis Selena angiveligt indeholder substansen fra en anden planet - den hypotetiske gamle Theia?
For at forklare modsigelsen blev hypotesen om mega-chok modificeret: Teias fødested blev betragtet som … Jordens bane, derfor er den isotopiske sammensætning af begge planeter den samme. Det blev angiveligt dannet to planeter på det på én gang, som derefter kolliderede. Det var ikke klart, hvorfor to planeter optrådte på jordens bane og en ad gangen på baner fra andre planeter i systemet.
Geologer tilføjede også problemer. Et legitimt spørgsmål opstod: hvis megakollisionen mellem to planeter opvarmede Jorden og dens affald, hvor kom vandet fra jorden? Efter alt at dømme skulle det være fordampet. Mega-påvirkningsteorien var allerede blevet ekstremt populær, de ønskede ikke at opgive den, så ideen blev fremsat om, at vand dukkede op på Jorden senere - det blev bragt af kometer, der faldt på planeten i milliarder af år. Men det blev hurtigt opdaget, at forholdet mellem isotoper af brint og ilt i vand i vandet er meget forskelligt fra det samme forhold i landbundet vand. Vand fra asteroider er mere ens, men der er meget lidt af det på dem, det vil sige, de kan ikke være kilden til jordens oceaner.
Endelig i det 21. århundrede begyndte der at findes spor af vand på månen. Og da talsmændene for mega-shock-hypotesen antydede, at kometer bragte dette vand, viste hollandske geologer, at månebjælker ikke kunne have dannet sig i deres nuværende form uden tilstedeværelsen af vand helt fra starten af satelliets dannelse. Situationen blev forværret af russiske astronomer: efter deres mening fører en typisk kollision af en komet med Månen til, at mere end 95% af vandet går tilbage i rummet.
Bedst af alt blev situationen afspejlet i artiklen fra 2013 med den fortællende overskrift "Impact theory is udtømt".
Hvordan asteroidehammeren byggede månen
I 2007 blev arbejdet udført af den berømte fysiker N. Gorkavy "The Formation of the Moon and Binary Asteroids", som for første gang viste, at mekanismen til dannelse af Månen ikke er unik - tværtimod, det gav anledning til et stort antal satellitter i solsystemet. Kun disse satellitter blev hovedsageligt dannet i asteroider og ikke i mere massive planeter.
Scenariet for udseendet af både asteroidsatellitter og Månen er enkelt. De allerførste kollisioner med asteroider, der er 10-1000 kilometer store, danner en ring omkring planeten med udkastet affald, hvis hastighed er højere end den første kosmiske (dvs. de kan ikke hurtigt falde tilbage). Efterfølgende asteroide strejker hurtigt øger massen på disken - dens affald "opsamler" nyt affald, der flyver fra planeten. De, der fløj i modsat retning af rotationsretningen for disken og planeten, fra kollision med diskens affald, mister deres hastighed og falder tilbage til planeten. De, der flyver i samme retning som disken og planeten roterer - slutter sig til disken. Jo mere dens masse er, jo mere affald, der er slået ud af nye asteroider, kan den fange. Fra flere og flere kollisioner, gammelt affald på disken mister energi og hastighed, bliver det lettere for dem at "klæbe sig sammen" ved påvirkning,uden spredning efter kollision. Så en stor satellit begynder at dannes på disken.
I et sådant scenario opvarmes hverken Jorden eller det udslåede affald op til tusinder af grader, det vil sige, at jordens vand ikke koger væk hverken i jordens oceaner eller som en del af månen. Og isotoperne i deres solide klipper falder sammen, for det viser sig, at Selene stammede hovedsageligt fra jordens affald.
Det bliver let at forstå, hvor månens havene er opstået på den del af Månen, der vender mod Jorden (for ca. 3-4 milliarder år siden, hældes lava ud på månens overflade, og frosne, dannede mørke søer, der dækkede 16% af månens overfladeareal og beliggende på månens synlige side). Hvis Månen "opsamler" alle de rester, der er slået ud af asteroider fra Jorden, skal den "fange" dem med den side, der vender mod Jorden. Derfor er der langt færre månehav på satellitens skyggeside.
Som det ofte er tilfældet med hypoteser i vores tid, kan flere videnskabelige grupper gøre den samme opdagelse, fordi der er mange artikler i peer-reviewede tidsskrifter, og ikke alle forskere har tid nok til at læse dem. Gorkavys konklusioner blev "genopdaget" i 2014 af en Moskva gruppe af astronomer og i 2015 af en israelsk en. Indtil videre accepteres denne hypotese ikke kun i USA, men det er kun et spørgsmål om tid. Modsigelserne med hypotesen om megapåvirkning er uopløselige, mens den nye endnu ikke viser nogen modsigelser med den observerede virkelighed.
Hvordan den nye teori vil ændre praksis med at studere og udforske månen
Hvis månen blev dannet af jordbaseret materiale, skal der være lette elementer på den. Vand fra overfladen fordampede snart, men der er ingen sol i de cirkumpolære zoner (især i kratre). Radardata understøtter denne hypotese. Det betyder, at begivenheder, der ser ud til at være for milliarder af år siden, er af vital betydning i dag. Hvis månevand var et produkt af kometer, ville det være knap, og det ville næppe blive bevaret i form af mærkbare mængder ren is.
Indgange til lavarør, hvori der kan være en masse vandis.
Hvad der er vigtigt, ud over cirkumpolære kratere, er der andre steder på planeten, hvor tilstedeværelsen af lette elementer er mulig - lavarør. Under forhold med lav månetyngdekraft har sådanne vulkanhuler en diameter på op til hundreder af meter, og deres længde måles i kilometer. Et jordlag fra 10 meter beskytter det indre af hulerne fuldstændigt mod kosmisk stråling, og temperaturen i dem er altid stabil. Amerikanske forskere antyder, at der som i et antal af jordens lavarør kan være rene vandis. Der er mange indgange til månens lavarør (afbildet ovenfor). Der er ikke noget bedre sted for en måneforskningsbase.
Krater i søen af ro (Mare Tranquillitatis).
I lyset af nye data er det nødvendigt at udforske Månen ikke på lave breddegrader, som amerikanerne gjorde i 60-70'erne, men på helt forskellige steder - tættere på polerne. Det er der forresten, da det er let at blive overbevist, at indianere og andre nye deltagere i månens løb sender deres køretøjer. I ethvert forsøg på at skabe en månebase vil vandis være en værdifuld ressource. Derudover skinner sollys nogle steder i den næsten polære zone af månen i mere end 95% af årets varighed. Dette vil forenkle basisen yderligere. Det er tydeligt, at ingen vil erklære satellitstykkerne som den jordiske stats ejendom, men som med de arktiske baser vil den, der er den første til at få fodfæste på et fordelagtigt sted, have store fordele ved studiet af månen.
Så den amerikanske teori om dannelsen af Månen under en interplanetær kollision hævder, at Selena er et tørt stykke sten, hvor der er lidt vand og det kun er alluvialt. Den russiske og senere israelske postulerer, at Jordens satellit stammede fra mange påvirkninger af små asteroider og derfor er rig på vand. Den, der er den første til at finde ud af, hvilken af teorierne der er korrekt, får et stort forspring i udviklingen af månevand. Det er hun, der bliver en nøgleressource, uden hvilken hverken månebasen især eller en detaljeret undersøgelse af Månen generelt er mulig.