Мы привыкли наблюдать Луну на вечернем и ночном небе. Даже невооруженным глазом можно увидеть кратеры и возвышенности на ее поверхности. Люди давно задавались вопросами: «Сколько лет нашему спутнику?», «На Земле есть атмосфера, а существует ли она на Луне?», «Может на ее поверхности быть кислород, вода, и обитаема ли она?».
Современные ученые точно могут ответить на эти вопросы.
Основные сведения, которые нужно знать
Расстояние до Луны составляет 384 401 километр. Она одного возраста с Землей и остальной Солнечной системой, то есть появилась около 4,5 миллиарда лет назад и сформирована из камней и льда.
Наш спутник всегда показывает нам одну сторону. Это происходит потому, что у Земли и Луны одинаковый период вращения вокруг своей оси — 27,3 дня. Тень, которую отбрасывает планета, заставляет уменьшаться либо увеличиваться яркий диск на небе.
На Луне очень большие перепады температур. На солнечной стороне от +130 °С и -170 °С на темной.
Есть ли на Луне атмосфера?
Как мы знаем, атмосфера Земли состоит из газа и образует оболочку, называемую воздухом. Ее удерживает гравитация, не давая газовым молекулам улететь в космос.
Поскольку у Луны очень маленькое притяжение, оно не может удержать достаточное количество газов для создания полноценной атмосферы. Несмотря на это, на нашем спутнике все-таки есть разряженная газовая оболочка, которая состоит из гелия, водорода, неона и аргона.
Однако вряд ли тот факт, что на Луне есть атмосфера, имеет для нас какое-то значение, потому что человек не сможет дышать там без скафандра.
Еще на Луне не слышно звуков и не бывает ветра. Лучи Солнца не рассеиваются в воздухе, поэтому небо там всегда черное, и даже днем над светлой стороной видны звезды.
Кислород, вода и еще некоторые сведения о Луне
Раз на Луне присутствует атмосфера, есть ли там вода?
Вода представлена на спутнике в виде льда. Если на Луне нет погоды или атмосферы, то откуда он там взялся?
Ученые полагают, что на Земле вода, вероятно, появилась из комет, которые состоят изо льда, смешанного с камнями. Они врезались в поверхность, когда планета была еще очень-очень молодой. Лед на Луне мог появиться таким же образом. Большая часть воды на Луне испарилась давным-давно, но на Южном полюсе еще осталась, потому что он находится в темной области, где никогда не бывает солнца.
Сразу возникает еще один вопрос: присутствует ли на Луне кислород, если мы выяснили, что у нее есть атмосфера и даже вода? Кислород в свободном состоянии не выявлен, однако на поверхности при помощи телескопа «Хаблл» найдены большие территории ильменита — минерала, кристаллическая решетка которого содержит огромное количество кислорода. Так что, и на этот вопрос можно ответить утвердительно.
Итак, теперь мы знаем, что условные атмосфера, вода и кислород на Луне есть, хотя и вряд ли люди смогут их использовать для проживания.
Грустно, но с каждым годом спутник отдаляется от Земли на несколько сантиметров. Однажды наступит тот момент, когда он преодолеет силу земной гравитации. Тогда Луна улетит от нас и будет путешествовать, пока ее не притянет к себе следующее, более тяжелое космическое тело.
Доставлять кислород на Луну — занятие слишком хлопотное и дорогостоящее
Источником кислорода для будущей постоянной обитаемой базы может послужить местный грунт, реголит
Какими бы ни были наши планы по освоению Луны — использовать ее для добычи полезных ресурсов, как научную базу, как промежуточную площадку для стартов к более далеким объектам — будущие обитатели лунной базы нуждаются в воздухе для дыхания.
Однако доставлять туда необходимые количества кислорода (который, к тому же, может понадобиться и как компонент ракетного топлива) слишком хлопотно и дорого. По оценке специалистов, отправить килограмм на Луну стоит 100 тыс. долларов. Немудрено, что ученые изыскивают все возможные пути для того, чтобы база могла вырабатывать максимум необходимого прямо на месте — об этих проектах и планах мы писали в заметке «Лунная архитектура ».
Поиски технологий для выделения кислорода из лунной породы (реголита) ведутся уже не первый год. В 2005 г. NASA объявило о 250-тысячном вознаграждении для команды, которая найдет способ извлечь хотя бы 5 кг кислорода из симулированного лунного грунта за 8 часов. Победителей не нашлось, и несколько лет спустя сумма приза увеличилась до 1 млн долларов — но и тогда никто не сумел решить задачу.
Лишь недавно кембриджский химик Дерек Фрей (Derek Fray) и его коллеги рапортовали о том, что у них есть потенциальное решение, созданное на основе электрохимического процесса, созданного той же группой в 2000 г. и предназначенного для получения чистого металла и сплавов из оксидов. Металлические оксиды, которые в изобилии встречаются в реголите, используются при этом в качестве катода, а роль анода выполняет углерод. Оба электрода погружаются в расплав электролита (хлорида кальция, который становится жидким примерно при 800°C).
Ток, текущий через систему, отрывает атомы кислорода от молекул оксида и переводит их в раствор. Обладая отрицательным зарядом, здесь они двигаются к положительному аноду и отдают лишние электроны, реагируя с углеродом и выделяя диоксид углерода (углекислый газ). Разумеется, что при этом анод постепенно деградирует — зато на катоде остается чистый металл.
Задача Фрея и его группы состояла в том, чтобы научиться получать на аноде не углекислый газ, а чистый кислород. Для этого они решили использовать электрод не из углерода, а из куда более инертного вещества — титаната кальция. Сам по себе он является довольно плохим проводником электричества, но если добавить в него немного рутената кальция, эта проблема снимается. Такая смесь позволила ученым получить материал для анода, который хорошо проводит ток и, в общем-то, не подвержен эрозии при использовании в процессе электролиза. После эксперимента, в котором реакция на нем проходила непрерывно 150 часов, они подсчитали, что анод будет даже при непрерывной работе «худеть» на считанные сантиметры в год.
В своих экспериментах ученые использовали симулированный реголит JSC-1 , который создан и производится по заказу NASA. И они оценили, что три таких электрохимических «реактора» (каждый примерно метр в высоту) смогут вырабатывать из него тонну кислорода в год. При этом на получение этого количества газа будет уходить 3 тонны реголита — почти 100% содержащегося в нем кислорода переходит в газ.
Не стоит думать, что для нагрева раствора и работы аппарата потребуются огромные запасы энергии. Если использовать эффективную термоизоляцию, тройка реакторов потребует всего 4,5 КВт, что им вполне могут обеспечить установленные тут же солнечные батареи, не говоря уж о ядерном мини-реакторе, который, по некоторым планам, тоже будет установлен на Луне.
Дерек Фрей заявляет, что при необходимом финансировании (ученый называет цифру в 16,5 млн долларов) он готов собрать полноценный прототип устройства с дистанционным управлением.
Кислород на Луне
Для изучения истории древней Земли мы должны обратить внимание на Луну
Новое исследование японских ученых показало, что последние 2,4 миллиарда лет буквально «купается» в потоке частиц кислорода, улетучивающегося из атмосферы Земли. После обобщения и анализа данных, полученных с лунного орбитального корабля «Кагуя» и исследования лунных пород исследователи сообщают, что вносит свой вклад в уникальный состав элементов на поверхности Луны. Эти выводы подтверждают теорию о том, что солнечный ветер может переносить частицы земного происхождения вплоть до лунной поверхности. Земля постоянно подвергается бомбардировке потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем, который называется « ». Это явление также является причиной полярных сияний, наблюдаемых на Земле в северных широтах. Магнитное поле Земли представляет собой некий пузырь, защищающий поверхность планеты от этих заряженных частиц. Когда Земля находится между и Луной, Луна на какое-то время защищена от солнечного ветра магнитным полем Земли. За это время частицы, вырывающиеся из верхних слоев атмосферы Земли, могут оказаться на Луне. И оставаться в поверхностном слое лунного грунта. Накопившись в грунте в течение миллионов лет, эти частицы могут рассказать исследователям, как изменялась атмосфера нашей планеты.
Предыдущие исследования
лунных камней позволили обнаружить в них следы азота, кислорода и благородных газов, имеющих изотопный состав, который совпадает с найденными на . Однако было не ясно, действительно ли они попали на Луну с Земли. Чтобы получить информацию об этих процессах, исследователи использовали инструменты, находящиеся на борту «Кагуя». Это было сделано для выявления частиц, которые попали на Луну в тот короткий промежуток, когда она «прячется» за Землей и защищена от солнечного ветра. Ионы кислорода, прилетающие в это время, выглядят совершенно иначе, чем те, которые пришли от Солнца. И, поскольку Земля была в этот момент между Луной и Солнцем, это свидетельствует о том, что они пришли от нашей планеты.
Состав кислорода Земли является уникальным, поскольку он является результатом биологических процессов, аналогов которых во Вселенной мы пока не знаем. Если молекулы лунного кислорода не могли появиться из ниоткуда, вероятно мы в состоянии использовать это знание. Мы можем провести анализ лунного грунта и заглянуть в историю земной атмосферы — вплоть до того времени, когда кислород впервые появился на Земле в свободном состоянии. А это произошло примерно 2,4 млрд. лет назад. Потенциально это может дать нам понимание прогресса возникновения биологической жизни, того, как она развивалась и распространялась по всей нашей планете.
В будущем планируется проводить дальнейшие с лунным грунтом, чтобы узнать, какие именно элементы поступают от Земли. Если мы научимся успешно различать земные частицы на поверхности Луны, и частицы, принесенные от Солнца, это даст возможность ученым заглянуть в прошлое и увидеть атмосферу ранней Земли. Ведь она сильно отличается от той, с которой мы живем сейчас.
Мы привыкли наблюдать Луну на вечернем и ночном небе. Даже невооруженным глазом можно увидеть кратеры и возвышенности на ее поверхности. Люди давно задавались вопросами: «Сколько лет нашему спутнику?», «На Земле есть атмосфера, а существует ли она на Луне?», «Может на ее поверхности быть кислород, вода, и обитаема ли она?».
Современные ученые точно могут ответить на эти вопросы.
Основные сведения, которые нужно знать
Расстояние до Луны составляет 384 401 километр. Она одного возраста с Землей и остальной Солнечной системой, то есть появилась около 4,5 миллиарда лет назад и сформирована из камней и льда.
Наш спутник всегда показывает нам одну сторону. Это происходит потому, что у Земли и Луны одинаковый период вращения вокруг своей оси — 27,3 дня. Тень, которую отбрасывает планета, заставляет уменьшаться либо увеличиваться яркий диск на небе.
На Луне очень большие перепады температур. На солнечной стороне от +130 °С и -170 °С на темной.
Есть ли на
Как мы знаем, атмосфера Земли состоит из газа и образует оболочку, называемую воздухом. Ее удерживает гравитация, не давая газовым молекулам улететь в космос.
Поскольку у Луны очень маленькое притяжение, оно не может удержать достаточное количество газов для создания полноценной атмосферы. Несмотря на это, на нашем спутнике все-таки есть разряженная газовая оболочка, которая состоит из гелия, водорода, неона и аргона.
Однако вряд ли тот факт, что на Луне есть атмосфера, имеет для нас какое-то значение, потому что человек не сможет дышать там без скафандра.
Еще на Луне не слышно звуков и не бывает ветра. Лучи Солнца не рассеиваются в воздухе, поэтому небо там всегда черное, и даже днем над светлой стороной видны звезды.
и еще некоторые сведения о Луне
Раз на Луне присутствует атмосфера, есть ли там вода?
Вода представлена на спутнике в виде льда. Если на Луне нет погоды или атмосферы, то откуда он там взялся?
Ученые полагают, что на Земле вода, вероятно, появилась из комет, которые состоят изо льда, смешанного с камнями. Они врезались в поверхность, когда планета была еще очень-очень молодой. Лед на Луне мог появиться таким же образом. Большая часть воды на Луне испарилась давным-давно, но на Южном полюсе еще осталась, потому что он находится в темной области, где никогда не бывает солнца.
Сразу возникает еще один вопрос: присутствует ли на Луне кислород, если мы выяснили, что у нее есть атмосфера и даже вода? Кислород в свободном состоянии не выявлен, однако на поверхности при помощи телескопа «Хаблл» найдены большие территории ильменита — минерала, кристаллическая решетка которого содержит огромное количество кислорода. Так что, и на этот вопрос можно ответить утвердительно.
Итак, теперь мы знаем, что условные атмосфера, вода и кислород на Луне есть, хотя и вряд ли люди смогут их использовать для проживания.
Грустно, но с каждым годом спутник отдаляется от Земли на несколько сантиметров. Однажды наступит тот момент, когда он преодолеет силу земной гравитации. Тогда Луна улетит от нас и будет путешествовать, пока ее не притянет к себе следующее, более тяжелое космическое тело.
Загрузка...