Луна — это довольно странное явление среди всех планет земной группы в Солнечной системе. У нас есть большой естественный спутник, в то время как у Меркурия и Венеры их нет вообще. У Марса есть два спутника, Фобос и Деймос, но они — просто захваченные астероиды, и их нельзя считать настоящими спутниками.
Луна у нас огромная, по крайней мере, относительно. Её масса составляет 1,5% от массы Земли, что больше, чем у любого другого спутника в Солнечной системе, кроме Харона, спутника Плутона. Поэтому возникает вопрос: как мы получили нашу большую Луну?
Ранние теории
В начале XX века существовало множество идей о происхождении Луны. Может быть, Луна — это всё ещё формирующийся протопланета, который мы захватили. Или, когда Земля была ещё расплавленной, мы вращались так быстро, что от нас отлетел кусок, как при слишком сильном размешивании теста для печенья, и этот кусок стал Луной. Или Луна сформировалась сама по себе из-за столкновения нескольких небольших объектов на орбите Земли.
Или, может быть, всё не так. «Все эти идеи неверны» — вполне допустимое утверждение. И всё изменило миссию «Аполлон».
Миссии «Аполлон»
Хотя мы можем многое узнать о Луне, наблюдая за ней из дома, обсерваторий или с помощью спутников, этого недостаточно, чтобы ответить на вопрос, откуда взялась Луна. Миссии «Аполлон» принесли нам ценные данные.
С помощью образцов, собранных астронавтами, мы нашли одну ключевую информацию. Во-первых, мы обнаружили неопровержимые доказательства того, что Луна в прошлом была сильно расплавленной. Многие породы на лунной поверхности — это изверженные породы, то есть затвердевшая магма.
Кроме того, многие лунные образцы называются богатыми KREEP. Где KREEP, конечно, является аббревиатурой. «K» — это символ калия. REE означает редкоземельные элементы. А «P» — фосфор. Эти элементы обычно не встречаются вместе, и единственный способ получить их в высоких концентрациях в одной породе — это расплавить всю вещь на довольно долгое время.
Второй важный факт — наличие кислорода. Да, на Луне есть кислород, и много его, но он связан в породах (как и на Земле, кстати). И есть некоторые изотопы кислорода, которые стабильны, то есть не испытывают радиоактивного распада. Удивительно, но на Луне такая же пропорция этих стабильных изотопов, как и на Земле, что гораздо больше, чем совпадение.
Гипотеза гигантского столкновения
Но есть и ключевые различия между Луной и Землёй. На Луне гораздо меньше тяжёлых элементов и абсолютно нет сверхлёгких элементов. Всё это укладывается в гипотезу гигантского столкновения. Это идея о том, что, когда Земля ещё формировалась, в неё врезался протопланета размером с Марс, названная Теей. Столкновение высвободило немало энергии и отправило куски Земли и Теи на орбиту вокруг нас.
Это объясняет общие соотношения изотопов: мы сделаны из одного и того же фундаментального материала. И объясняет, почему на Луне были глубокие океаны магмы: потому что всё это просто взорвалось. И объясняет, почему на Луне нет много тяжёлых элементов, потому что всё это опустилось в центр Земли. И объясняет, почему на Луне нет лёгких элементов, потому что всё это испарилось при столкновении, а у Луны не было достаточно гравитации, чтобы удержать их.
Гипотеза гигантского столкновения сейчас является наиболее распространённым мнением среди учёных относительно происхождения Луны. Без миссий «Аполлон» у нас была бы гораздо менее полная картина, и мы были бы гораздо менее уверены в наших выводах.
Каждая из этих научных достижений — состав и структура Луны, калибровка скоростей образования кратеров и ключевое доказательство гипотезы гигантского столкновения — могла бы оправдать миссии «Аполлон». Но мы получили все три — плюс многое другое, о чём я даже не говорил.
И это только наука. Есть также огромный технологический прогресс, побочные технологии, достижения в области инженерии, материалов, орбитальной динамики. Список можно продолжать.
С научной точки зрения миссии «Аполлон» были неоправданными расходами. Но мы смогли высадиться на Луну, что, кстати, само по себе довольно круто.
В следующий раз, когда мы начнём обсуждать ценность будущих пилотируемых миссий на Луну или Марс, я хочу, чтобы вы помнили обо всём этом. Мы знаем гораздо больше о том, как устроена Вселенная, благодаря миссиям «Аполлон». И всё это за жалкие 12 с половиной дней на поверхности. Представьте, что мы могли бы узнать, если бы остались там.
Предоставлено Universe Today.