Как луноход исследует луну

Как советские луноходы помогали изучать Луну?

Хотя советские космонавты не побывали на Луне, советские автоматические аппараты дали ученым много новой информации. Благодаря советским луноходам было получено много изображений поверхности Луны, пусть и не очень высокого качества. Это помогает, в частности, выбирать наиболее подходящие места для посадки.

Состав поверхности Луны

На луноходах был установлен прибор «Рифма», который изучал элементный состав поверхности с помощью рентгенофлуоресцентного анализа. Состав поверхности измеряли в разных местах. Оказалось, что чем ближе мы подходим к лунному материк у — гористой и испещренной кратерами части лунной поверхности, тем больше там кальция и меньше железа. И наоборот, чем дальше от материка, тем больше железа и меньше кальция.

Луноходы также были оснащены инструментом ПрОП — прибором оценки проходимости, который измерял физико-механические свойства лунного грунта. Он представлял собой конус с лепестками, который внедрялся в поверхности, в грунт. Измерялось усилие внедрения: если грунт слабый, инструмент внедрялся легко, если прочный — ввести туда прибор было затруднительно. Эти измерения прочности грунта геологи связали с геологическими наблюдениями.

Магнитное поле Луны

На «Луноходе-2» был установлен советский магнитометр СГ-70А, который непрерывно, во время движения и ночных стоянок, измерял межпланетные магнитные поля, которые искажаются взаимодействием с телом Луны. Были зафиксированы характерные вариации магнитного поля на поверхности Луны, когда луноход не двигался. Данные этих наблюдений помогли ученым лучше понять внутреннее строение Луны.

Был проведен специальный эксперимент, когда луноход пересекал один и тот же небольшой кратер несколько раз. Поскольку его моторы были электрические, то были очень сильные электромагнитные шумы, наводки. Команда магнитологов из Пахры эти шумы устранила и показала, что маленький кратер, около 10–20 метров в поперечнике, может влиять на магнитное поле. А ученые из Института динамики геосфер объяснили, как метеоритные удары влияют на магнитное поле Луны. При высокоскоростном ударе происходит плазменная вспышка, и минералы, такие как титаномагнетит, запоминают ее.

Кроме того, на «Луноходе-2» Крымская обсерватория установила прибор, который ночью смотрел вверх. Этот прибор зафиксировал слабое свечение — признак того, что над Луной есть пылевая, очень разреженная атмосфера. Другой прибор измерял космическое излучение в течение длительного периода.

Изучение внутреннего строения Луны

Советские луноходы и американские астронавты разместили на поверхности Луны несколько уголковых отражателей. Что это такое? Если вы возьмете коробку и наискось срежете у нее угол, а потом посеребрите внутреннюю поверхность и направите туда луч, он отразится строго в обратном направлении. Так лучи лазера посылаются на Луну с Земли, а расставленные там отражатели возвращают их. Это позволяет измерить расстояние между лазером на Земле и отражателем на Луне с точностью до миллиметров.

С помощью этих данных мы можем выявить неидеальности вращения Луны вокруг ее собственной оси, связанные с гравитационным воздействием Земли. У Луны не идеально круглая орбита, а чуть-чуть вытянутая, и она как бы покачивается, показывая 9% своей обратной стороны. Эти покачивания называются либрациями. Детали либрации говорят о том, что в глубоких недрах Луны находится не твердое, а вязкое, расплавленное вещество. Самую ценную информацию о либрациях дает французский уголковый отражатель, установленный на «Луноходе-1». Он находится там, где либрации наиболее заметны, — дальше всего от центра видимого полушария Луны .

Источник

Исследование Луны. Луноходы

12 сентября 1970 года в СССР была запущена АМС «Луна-16». С помощью операторов, которые управляли станцией по радио, она направилась к Луне, вышла на окололунную орбиту и 20 сентября в 8 часов 18 минут мягко прилунилась в Море Изобилия. Автоматическая станция «Луна-16» состояла из посадочной ступени с устройством для взятия грунта и космической ракеты «Луна-Земля» с возвращаемым аппаратом. При достижении лунной поверхности масса станции с запасом топлива на обратный путь составлял 1880 кг.

По команде с Земли автоматический бур углубился в поверхностный слой Луны на 35 см и взял пробу грунта. С помощью механической «руки» лунный грунт был поднят наверх. После следующей команды цилиндр с лунной породой разместился внутри контейнера возвращаемого аппарата. Затем буровой снаряд отдалился от возвращаемого аппарата, отверстие контейнера герметично закрылось.

В точно установленное время оператор, находившийся в наземном Центре управления, снова нажал кнопку. Через секунду с небольшим сигнал был принят станцией на Луне. Автоматически включился двигатель, и ракета, оставляя за собой огненный шлейф, покинула наш спутник и устремилась к Земле. На ее борту находился возвращаемый аппарат с контейнером.

24 сентября 1970 года в 8 часов 26 минут возвращаемый аппарат с образцами лунной породы совершил посадку на Землю. Контейнер с «дарами» Селены был передан в Академию наук СССР для исследований. Вес грунта составлял 105 г. Этот полет показал всему миру неисчерпаемые возможности космических автоматов в познании не только Луны, но и других планет Солнечной системы.

Но почему «Луна-16» совершила посадку именно в Море Изобилия (на некоторых картах Луны оно называется Морем Плодородия)? Место прилунения станции и взятие лунного грунта было намечено учеными заранее. Море Изобилия относится к числу типичных «морских» образований на Луне. Это средняя по размерам равнина, со всех сторон окруженная приподнятыми материковыми щитами. Такие селенологические структуры специалисты-селенологи называют «круговыми морями».

Исследования показали, что по химико-минералогическому составу вещество грунта, взятого в Море Изобилия, похоже на базальты, добытые экипажем КК «Аполлон-12» в Море Познанном, которое по существу представляет собой юго-восточную окраину Океана Бурь. Расстояние между местами, где были взяты эти образцы, около 2,5 тыс. км. Все это может служить доказательством общности происхождения большинства лунных «морей», а возможно, и всех «морских» образований на Луне. 70 химических элементов, обнаруженных в образцах вещества из Моря Изобилия, имеются в таблице периодической системы элементов Д. И. Менделеева.

В честь памятного события — полета на Луну АМС «Луны-16» и проведенных ею исследований — место посадки станции было названо Залив Успеха.

Еще весь мир находился под впечатлением полета нашего умного «лунника», как 17 ноября 1970 года в Море Дождей южнее Залива Радуг прилунилась новая автоматическая станция — «Луна-17». Она доставила на Луну первый в мире советский автоматический самоходный аппарат «Луноход-1», оборудованный научной аппаратурой, приборами связи и наблюдения. И слово «луноход» в те дни так же быстро вошло в употребление во всем ми-ре, как в 1957 году русское слово «спутник».

. Вот включились телекамеры, установленные в передней части самоходного аппарата; по специальному трапу «Луноход- 1» сошел со станции на Луну и стал двигаться по пустынной поверхности Моря Дождей. Миллионы телезрителей были свидетелями этого небывалого события — шествия первого вездехода по Луне. А когда на пути оказывались крупные камни и воронки, он тотчас же останавливался, поворачивался и обходил препятствия.

С помощью специальной аппаратуры, установленной на луноходе, определялся химический состав поверхностного слоя лунного грунта. Для этого аппаратура имела радиоактивный изотоп рентгеновского излучения, который облучал грунт рентгеновскими лучами; специальные анализаторы исследовали отраженное излучение. Поскольку каждый химический элемент излучает присущий только ему спектр рентгеновских лучей, по характеру спектра определяли содержание того или иного химического элемента в лунном грунте.

Исследование механических свойств лунного грунта производилось с помощью другого прибора. Это был конус, который вдавливался в грунт и поворачивался вокруг продольной оси. Усилия, действовавшие на конус, непрерывно регистрировались. В результате были получены важные характеристики лунного грунта, позволяющие представить, как он сопротивляется сжатию и сдвигу.

Луноход проявил на редкость большое трудолюбие. Полностью выполнив программу исследований, рассчитанную на три месяца, он оказался способным работать еще семь месяцев по дополнительной программе. И это несмотря на то, что в декабре 1970 года в результате сильной вспышки на Солнце он получил очень большую дозу рентгеновского излучения. Для человека такая доза была бы смертельной.

Двигаясь по пустынному бездорожью, где были опасные спуски и крутые подъемы в кратерах, и совершая сложные маневры среди нагромождений обломков скал и камней, луноход с наступлением долгой полумесячной ночи «засыпал» на том месте лунной поверхности, где его заставал солнечный закат. А с восходом Солнца и наступлением нового полумесячного лунного дня он «просыпался» и снова приходил в движение. Так он прошел по западной окраине Моря Дождей 10,5 км и возвратился (подумать только!) к месту посадки станции «Луна-17». В результате вывода лунохода в исходную точку пути в конце третьего рабочего лунного дня практически была проверена высокая точность методов навигации и надежность навигационной системы на Луне.

Мало кому известно, что сфера научных исследований лунохода простиралась далеко за пределы мира Селены — в необозримые просторы галактик. На «Луноходе-1» был установлен небольшой рентгеновский телескоп для измерения величины фона внегалактического рентгеновского излучения.

Благодаря космическим исследованиям было установлено, что вся Вселенная светится в рентгеновских лучах. Свечение это исходит, видимо, от межгалактического газа, нагретого до температуры в сотни тысяч градусов. И тут очень важно установить его среднюю плотность. Ведь от величины этой плотности зависит будущее нашей Вселенной: то ли она будет расширяться вечно, то ли расширение прекратится и через 10-20 млрд лет начнется обратный процесс — сжатие.

16 января 1973 года автоматическая станция «Луна-21» доставила на дно кратера Лемонье (его диаметр — 51 км), расположенного на восточном побережье Моря Ясности, новый самоходный аппарат — «Луноход-2». Здесь как раз переходная зона «море-материк», что для ученых представляет особый интерес, так как в подобных районах Луны исследования еще не проводились.

За пять лунных дней он проехал по Луне 37 км, обследовал по пути мелкие кратеры и линии разломов.

Итак, основная форма лунного микрорельефа — кратеры. На панорамных снимках, переданных луноходами, хорошо просматриваются кратеры размером до 50 м в поперечнике. Часть кратеров, видимо, образовалась в результате вторичных ударов — падений обломков лунной породы. Обломки горных пород в виде камней и больших каменных глыб — самая обычная «достопримечательность» лунного ландшафта.

Для проведения магнитных измерений по трассе движения на «Луноходе-2» находился высокочувствительный магнитометр. Наблюдения показали, что ныне Луна не обладает заметным магнитным полем. Однако в отдельных местах лунные породы оказались сильно намагниченными!

В начале этого очерка уже рассказывалось об удивительных «похождениях» первого автоматического лунного «геолога» — «Луны-16». Благодаря ее успешному полету отечественные ученые впервые получили возможность исследовать лунное вещество в своих лабораториях.

21 февраля 1972 года на поверхность горного материкового района Луны (с перепадом высот до 1 км), расположенного между Морем Изобилия и Морем Кризисов, опустилась автоматическая станция «Луна-20». Процесс бурения грунта в материковом районе был более сложным — грунт оказался более твердым, чем на «морской» равнине Моря Изобилия, где забор лунной породы производила «Луна-16». Проходку скважины удалось сделать только на глубину 300 мм. Вес добытого образца лунной породы, доставленного на землю, составил всего лишь 55 г.

Третий автоматический лунный «геолог» — «Луна-24» была оборудована приспособлением для глубинного бурения. 18 августа 1976 года она совершила посадку в юго-восточном районе Моря Кризисов. По команде с Земли было произведено бурение на глубину около 2 м. На Землю доставлено 170 г лунной породы. Этим полетом .советская программа космических исследований Луны была завершена.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

Источник