Программа возвращения человека на Луну после длительной подготовки наконец началась в 2022 году с вполне успешной миссии Artemis I. В ближайшие дни ракета Starship совершит первый орбитальный полет, который через несколько лет должен доставить людей на поверхность Серебряного глобуса впервые за полвека. На другом конце света мы наблюдаем интенсивную программу китайских лунных миссий «Чанъэ».Китай уже отправил на Луну два марсохода, однажды ему удалось доставить образцы грунта на Землю, и теперь он готовится к еще нескольким миссиям, кульминацией которых станет первая в истории посадка китайских астронавтов на небесное тело, отличное от Земли. Ведь к концу этого десятилетия Луна станет целью целой серии космических миссий. Вопрос в том, почему люди на самом деле тратят на это деньги.
Не надо себя обманывать, основным двигателем всей этой деятельности, как и в 1960-х годах, является политика. Здесь мы снова имеем дело с некой космической гонкой, в которой главную скрипку снова играют США, а претендентом на титул является Китай. Кто первым доставит людей на Луну в 21 веке, станет символом для нынешнего поколения сорокалетних и более молодых людей, которые по необходимости уже не помнят программу «Аполлон».
Эта довольно приземленная мотивация, однако, не должна скрывать от нас чрезвычайно важный факт: впервые за многие десятилетия, пусть даже в качестве побочного эффекта геополитических стычек, сработает чистая наука. Полный спектр современных камер, исследовательских приборов и людей достигнет Луны, которые смогут провести больше исследований на лунной поверхности за неделю, чем любой марсоход мог бы выполнить за несколько лет миссии.
Более того, если все планы увенчаются успехом и люди действительно начнут летать на Луну на более длительный период времени, исследуя все новые и новые районы и в итоге построив базу, где они смогут остаться не на неделю, а на два-три месяца, тогда наши знания о Луне, а также о солнечной системе начнут меняться с поразительной скоростью. Вопреки видимому, освоение Луны также может произвести революцию в наших знаниях о глубоком космосе. Луна — феноменальное место для размещения телескопов, прослушивающих самые дальние регионы Вселенной. А так как там будут люди, и будут машины, способные печатать кирпичи и строить здания и убежища для экипажей, то будет гораздо проще думать о строительстве полноразмерных больших астрономических телескопов в многочисленных лунных кратерах.
Цель: обратная сторона Луны
На первый взгляд лунная поверхность кажется идеальным местом для строительства телескопов. Ведь, в отличие от строительства телескопов на поверхности Земли, никакая атмосфера не мешает наблюдениям с Луны. Телескоп, стоящий на поверхности Луны, смотрит на небо так, как будто оно находится в открытом космосе. Оказывается, однако, что астрономические наблюдения с лунной поверхности в определенных диапазонах радиации превосходят любое место в Солнечной системе.
Луна всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Это также означает, что обратная сторона Луны никогда не видит Землю. Что это дает? Это единственное место в Солнечной системе, которое постоянно защищено от любого радиоизлучения, испускаемого людьми на Земле. Радиоволны с Земли никогда не достигают меня таким образом. Более того, когда на обратной стороне Луны наступает ночь (14 земных суток), это место защищено от радиоизлучения не только Земли, но и Солнца. В нашей планетной системе нет другого такого места.
Луна - лучшее место в Солнечной системе
Поэтому, поскольку радиоволны от Земли и Солнца не достигают этого места, радиотелескоп способен услышать там крайне слабые радиоволны в космосе. В режиме низкочастотной радиоастрономии ученые наконец смогли приступить к изучению темных веков Вселенной, периода образования первых звезд и галактик. В конце концов, мы узнали бы о нейтральных атомах водорода, образовавших первые звезды, которые при наблюдении с космологических расстояний приходят к нам в виде радиоизлучения с длиной волны 10 метров (исходная длина волны была 21 см, но расширение Вселенной удлинило волны, движущиеся в нашем направлении).
Более того, те же лунные радиотелескопы могли бы помочь нам в поисках жизни во Вселенной. В более оптимистичном сценарии они просто могли бы слышать сигналы, посылаемые в космос инопланетной цивилизацией (например, на Земле), а в менее оптимистичном сценарии они просто могли бы обнаруживать радиоволны, излучаемые ионизированными частицами. захваченные силовыми линиями магнитного поля планет, вращающихся вокруг звезд, подобных Солнцу. Обнаружение таких радиоволн укажет на планеты, которые, как и Земля, защищены магнитным полем от вредного излучения, испускаемого их родительской звездой. На таких планетах, при условии, что они находятся в обитаемой зоне звезды, шансов на жизнь гораздо больше, чем на планетах без магнитного поля, таких как Марс.
Джеймс Уэбб в кратере на полюсе Луны
Однако ученые отмечают, что Луна — не только идеальное место для радиотелескопов. На полюсах Луны есть многочисленные кратеры, внутрь которых никогда не попадает солнечное излучение. Эти кратеры являются причиной того, что и Китай, и Соединенные Штаты хотят построить в непосредственной близости пилотируемые базы. Внутри таких кратеров много водяного льда, до которого никогда не доходят солнечные лучи. Этот лед может быть источником воды для экипажей космонавтов, но он также может быть источником сырья для производства ракетного топлива.
По иронии судьбы, этот лед — идеальное место для телескопов, чтобы наблюдать за Вселенной в инфракрасном диапазоне. Тут у нас две причины: лунная поверхность отвечает за устойчивость телескопа, но и спрятанная в таком кратере Луна не нуждается ни в каком теплозащитном экране. Космический телескоп Джеймса Уэбба имеет чрезвычайно сложное покрытие размером с теннисный корт. В постоянно затененном лунном кратере такое покрытие было бы лишним.
Поэтому не исключено, что в течение следующих 15 лет Луна не только станет местом, где разные страны борются за место на Земле, но и приведет к значительному скачку в знаниях о Луне, Земле и глубоком космосе.