Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2005 № 03
Но вдруг Галилей ошибся в своих опытах? Такой вопрос задал себе уже упоминавшийся нами Джеймс Уильямс. И вместе с коллегой Славой Турышевым он затеял «повторение» эксперимента Галилея, но в космических масштабах. Ученые будут наблюдать за «падением» Земли и Луны на Солнце. Наша планета и ее спутник имеют разные состав и массу. Если они «падают» на светило с одинаковым ускорением, значит, принцип эквивалентности справедлив. Если нет, нас ждет революция в физике.
Каким же образом ученые собираются это выяснить?
Как уже сказано выше, под действием гравитационного притяжения Земли и Солнца Луна периодически «припухает». Оказывают лунные и солнечные «приливы» воздействие и на изменение формы Земли. Заметить все эти изменения исследователи надеются, периодически измеряя с высокой точностью с помощью лазера расстояния между Землей и Луной. Если они покажут, что пульсации со временем не меняются, значит, Галилей был прав. Если же обнаружатся изменения, придется многое в физических теориях пересматривать.
Кладезь полезных ископаемых
Пока теоретики занимаются «высокими материями», выясняется, что Луна начинает интересовать даже коммерсантов. Многие частные предприниматели готовы взяться за организацию полетов на спутник Земли. Дело в том, что в образцах лунного грунта — реголита, доставленного на Землю экспедициями на кораблях «Аполлон», были обнаружены полезные ископаемые из платиновой группы: иридий, осмий, палладий, платина, родий и рутений. Все эти полезные ископаемые обладают уникальными химическими и физическими свойствами: электропроводностью, устойчивостью к коррозии и каталитическими способностями. На нашей же планете запасы этих редкоземельных элементов практически исчерпаны, их добыча стоит исключительно дорого.
Экспедиция за гелием-3
Кроме того. Луна является богатейшим источником гелия-3 — изотопа, который считается весьма перспективным «горючим» для термоядерных реакторов нового поколения. Сейчас исследователи ведут эксперименты с тем гелием-3, что найден на Земле. Но земные его запасы весьма невелики. Так что если изотоп понадобится в промышленных количествах, его придется завозить с Луны.
Для этого на естественный спутник нашей планеты отправятся космонавты для развертывания полномасштабного завода по производству и сжижению гелия-3, а также для организации бесперебойной поставки его на Землю.
Кстати, землянам понадобится не так уж много сжиженного гелия-3. Как показывают расчеты, одной тонны в год вполне достаточно для того, чтобы обеспечить энергией всю нашу планету. Так что возить гелий со спутника Земли оказывается вполне выгодно даже с учетом затрат на запуски лунных ракет, переработку гелия и его транспортировку, а также стоимости разработки и строительства реактора, который будет работать на лунном сырье. Уже разведанных запасов изотопа, между прочим, хватит нам минимум на 1000 лет.
Промышленную добычу реголита целесообразнее всего будет вести комбайнами. Они, наподобие экскаваторов будут снабжены ковшами, с помощью которых сыпучий грунт станут загружать в приемную камеру. Прямо на борту комбайна целесообразно разместить и камеры для сепарации, и оборудование для сжижения гелия-3. В качестве источника энергии для такого передвижного завода может послужить солнечная энергия. В течение же лунной ночи можно будет использовать бортовые аккумуляторы или иные источники энергии.
Накопленный и сжиженный с помощью космического холода гелий-3 будет доставляться взлетно-посадочным модулем на окололунную орбиту. Здесь модуль состыкуют с межорбитальным буксиром и отправят на Землю. Такой транспортный аппарат будет постоянно находиться на периодически возвратной орбите, подлетая то к Земле, то к ее спутнику. При подлете к нашей планете с помощью тормозной установки контейнер с гелием будет переведен на орбиту искусственного спутника Земли, а затем и спущен на ее поверхность.
А к тому времени, когда ресурсы лунного топлива истощатся, наша техника, будем надеяться, позволит добывать его на Юпитере. Гелия-3 в его атмосфере хватит на миллиард лет.
Покидая орбиту Земли…
На осуществление всех этих планов нужны, конечно, деньги, и немалые. Ведь та же программа «Аполлон» в свое время обошлась примерно в 100 млрд. долларов в пересчете на сегодняшние цены. Где их взять?
Оказывается, можно немало сэкономить, если подойти к проблеме с умом. Например, по словам ведущего научного сотрудника Курчатовского института, кандидата физико-математических наук Ю.Н. Смирнова, оборудование для освоения Луны вполне можно забросить на естественный спутник нашей планеты, так сказать, по дешевке. «Как известно, ныне по соглашению с американцами должны быть уничтожены ракеты СС-18, известные на Западе как «Сатана», — поясняет Юрий Николаевич. — Но жалко ведь уничтожать их без толку. Вот мы и предлагаем: давайте используем уничтожаемые ракеты для заброски необходимых грузов на Луну»… Расчеты показывают, что это технически вполне возможно.
Американцы решили подойти к проблеме по-другому. Они не видят больше смысла вкладывать деньги в развитие орбитальной станции МКС, прямо говорят, что катание космонавтов с астронавтами по орбите морально себя изжило. Кроме того, НАСА собирается окончательно законсервировать так и не оправдавшие себя экономически «челноки».
Все это обещает дать экономию в 87 млрд. долларов. Возрождение же программы «Аполлон», как полагают некоторые эксперты, обойдется всего в 25–30 млрд. долларов. Причем специалисты предлагают не останавливаться на освоении одной только Луны. Речь должна идти сразу о лунно-марсианской программе, которая сегодня оценивается в 400 млрд. долларов. Однако и здесь можно немало сэкономить, если, например, разработать технологию заправки марсианских кораблей топливом и водой, добываемыми непосредственно на Марсе. Тогда стоимость каждой марсианской экспедиции можно будет удешевить как минимум вдвое. А некоторые расчеты даже показывают, что со временем, когда технология заправки межпланетных кораблей будет четко отработана, полеты по маршруту Марс — Луна станут в 10 раз дешевле, чем предполагают сейчас.
В общем, получается, что к 2020 году, когда планируется повторная высадка на Луну, а затем начнется подготовка пилотируемой экспедиции на Марс, лишь жители США потратят только на картофельные чипсы большую сумму, чем потребуется для высадки людей на Марс.
Так неужели человечество поскупится на дальнейшее развитие космонавтики? Будем надеяться, что Луна еще послужит своеобразным трамплином для исследований глубин космоса, окраин Солнечной системы…
С. СЛАВИН
Лунная поверхность — сущий клад полезных ископаемых.
КОЛЛЕКЦИЯ ЭРУДИТА
Планета замедляется?!
Согласно последним научным данным. Земля вращается все медленнее. Так, по вычислениям китайских ученых, за последние 1,3 млрд. лет длительность года на Земле увеличилась на 660 часов!
Эти данные удалось получить в результате многолетнего изучения окаменелых остатков древних синезеленых водорослей (их еще называют синезелеными бактериями или цианобактериями). Они строго определенным образом реагируют на смену времени суток: на свету они принимают вертикальное положение, и свет их становится ярче, а в темноте стелются горизонтально и блекнут. Так что по внешнему виду этих микроорганизмов можно делать весьма точные выводы о смене дня и ночи в тот период, когда они были живыми.
Окаменелые остатки синезеленых водорослей, которые стали предметом изучения китайских ученых, обнаружили при раскопках у подножия горы Янь-Шань на севере Китая. Был установлен возраст микроорганизмов — 1,3 млрд. лет. Удалось определить и ритм их роста, что позволило сделать вывод о разнице продолжительности дня и ночи в ту далекую эпоху и сегодня.
Китайцы утверждают, что некогда Земля поворачивалась вокруг своей оси за 13–14 месяцев, или за 540 дней. При этом в месяце было 42 суток, а в сутках — 15 часов. Есть также данные, что за последние 2,5 тысячи лет продолжительность суток увеличивается в среднем на 0,00242 секунды в столетие. Если бы Земля замедляла свое вращение в этом ритме и поныне, то к нашему времени год увеличился бы примерно на 520 часов, а не на 660.
ПО СЛЕДАМ СЕНСАЦИЙ
«Светофор» для света
О необычном изобретении Мэтью Байгелоу заговорили совсем недавно, накануне 100-летия со времени опубликования Альбертом Эйнштейном своей специальной теории относительности, с которой, собственно, и началось построение здания современной физики. Вместе с коллегами из Университета города Рочестер (штат Нью-Йорк) ученый создал довольно простой прибор для уменьшения скорости света до «черепашьей» (по космическим понятиям) — примерно с 1 млрд. км/ч до 200 км/ч.
