«Луна. Наблюдая за самым знакомым и невероятным небесным объектом»

У человечества на Луну большие планы: США планируют создать окололунную станцию и высадить туда людей, тогда как Китай и Россия, отказавшаяся от участия в совместном с американцами проекте, будут создавать базу на поверхности спутника. На новом этапе освоения Луны нам пригодятся все знания, накопленные к этому моменту. В книге «Луна. Наблюдая за самым знакомым и невероятным небесным объектом» (издательство «АСТ») кандидат физико-математических наук и популяризатор астрономии Михаил Шевченко в 29 историях — по числу лунных фаз — рассказывает, что наука знает о спутнике Земли и что ей еще предстоит узнать. Оргкомитет премии «Просветитель» включил эту книгу в «длинный список» из 25 книг, среди которых будут выбраны финалисты и лауреаты премии. N + 1 предлагает своим читателям ознакомиться с отрывком, посвященным лунотрясениям и первым опытам их регистрации.

Лунотрясения

По аналогии с колебаниями почвы на Земле — землетрясениями, на Луне такие же процессы называются лунотрясениями. Насколько высока внутренняя активность нашего спутника? Пока на Луне не появились сейсмометры, об этом можно было только гадать. Сейсмометр — прибор, регистрирующий малейшие колебания почвы. Такие колебания могут быть вызваны как процессами, происходящими в недрах Луны, так и падением метеоритов. Сейсмические колебания имеют разные характеристики в зависимости от того, через какую среду они проходят. Поэтому, изучая эти колебания, прежде всего — их скорость, можно судить о строении недр.

Первое зафиксированное лунотрясение было организовано искусственно. Лунный модуль программы «Аполлон» после завершения миссии на поверхности доставлял астронавтов на борт основного корабля, который кружил по орбите вокруг Луны, и становился обузой. Поэтому его просто сбрасывали, и он падал на Луну в нескольких десятках километров от места посадки. Аналогично поступали при подлете к Луне с отработавшей третьей ступенью ракеты-носителя «Сатурн-5», которую можно было направить в нужную точку поверхности. Первый же результат преподнес ученым неожиданный сюрприз: колебания поверхности Луны после падения 2,5-тонного лунного модуля «Аполлона–12» продолжались целый час! Тогда как на Земле подобные фиксации продолжаются не более нескольких минут. Словно гигантский колокол, Луна долго «звучала» после одиночного удара. Лунные сейсмограммы оказались не похожими на земные и по другим своим характеристикам. Как теперь мы знаем, причина уникального «сейсмозвона» кроется в рассеянии волн на многочисленных трещинах внешнего слоя, возникших в результате метеоритной бомбардировки.

Удары космических аппаратов позволили изучить лишь только самые внешние слои лунных недр. Редкая удача улыбнулась ученым, когда 17 июля 1972 года на обратной стороне Луны упал довольно крупный метеорит массой более тонны. Сейсмические волны пронизали тело Луны насквозь и заставили работать сейсмометры на всех четырех станциях сети «Аполлон». То, что удалось получить ученым, напоминает рентгеновский снимок человека, с помощью которого можно рассмотреть устройство организма, недоступное глазу. Это падение и последующие измерения позволили нарисовать вот какую картину.

Внутреннее строение Луны в первом приближении оказалось схожим с земным. Как и Земля, она имеет кору, мантию и ядро. Правда, соотношение этих слоев заметно различается. Лунная кора оказалась гораздо толще земной не только в относительном, но и в абсолютном измерении. На земную кору приходится менее 1 процента земного радиуса, лунная же — в среднем около 5 процентов. Размер ядра Земли составляет более половины радиуса планеты. Лунное ядро — пример 20 процентов радиуса. При этом слоистость Луны выражена не столь ярко, как у Земли. В период восьмилетней работы сети американских сейсмометров отчетливо регистрировалось в среднем около 400 лунотрясений в год. Это в сотни раз меньше, чем на Земле. Большинство лунотрясений, не связанных с падениями метеоритов, имеют приливное происхождение, поэтому чаще всего они происходят в те моменты, когда Луна находится в самой близкой и самой дальней точках своей орбиты по отношению к Земле. Число лунотрясений, вызванных тектоническими процессами в недрах Луны, по сравнению с приливными, крайне невелико. В целом Луна оказалась гораздо более сейсмически пассивной, чем Земля.

Подробнее читайте:
Шевченко, М. Луна. Наблюдая за самым знакомым и невероятным небесным объектом. / М. Ю. Шевченко. — Москва: Издательство АСТ, 2020. — 192 с.: ил. — (Как наблюдать за звездами)