Китай совершил исторический подвиг, доставив первый в истории образец с обратной стороны Луны в июне 2024 года. Лунный модуль "Чанъэ-6" использовал роботизированный совок и бур для сбора примерно 5 фунтов (2 килограмма) камней и почвы. Эти образцы были доставлены на Землю 25 июня 2024 года.
"Чанъэ-6" был создан на основе достижений двух предыдущих китайских миссий: "Чанъэ-4", которая совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны и использовала марсоход для исследования поверхности, и "Чанъэ-5", которая собрала образцы с обратной стороны Луны.
Ученые ожидают, что образцы "Чанъэ-6" позволят получить не только ключевые геологические знания о Луне, но и улучшат их понимание ранней истории Земли и Солнечной системы.
Ученые, изучающие Луну, такие как я, были очарованы обратной стороной Луны после полета Советского Союза на Луну-3 в 1959 году, который показал, что обратная сторона Луны сильно отличается от ее ближней стороны.
Обратная сторона Луны
Поскольку к Земле всегда обращена одна и та же сторона Луны, увидеть ее обратную сторону можно только с помощью космического аппарата. Обратная сторона не является постоянно темной — на ней, как и в любом другом месте на Луне, две недели дневного света и две недели ночи чередуются.
Снимки, сделанные космическими аппаратами, показывают, что около трети поверхности ближней стороны Луны состоит из темных гладких равнин, в то время как на дальней стороне такие равнины есть только на 1%.
Эти темные равнины когда-то были потоками вулканической лавы, похожими на те, что встречаются на Земле на Гавайях, в восточном Вашингтоне и Индии.
Снимки, сделанные с лунной орбиты, говорят исследователям, что на этих равнинах когда-то были вулканические жерла, конусы, купола, обрушившиеся ямы и каналы.
Только миссии "Чанъэ-4" и "Чанъэ-6" совершили посадку на дальней стороне Луны, в то время как 25 космических аппаратов успешно совершили мягкую посадку на ближней стороне. Посадка на дальней стороне является более сложной задачей, поскольку центр управления полетами не может напрямую видеть космический аппарат или общаться с ним. Поэтому необходим второй космический аппарат для передачи информации между посадочным модулем и Землей. Китай использовал свой орбитальный спутник Queqiao-2, который был запущен в марте 2024 года.
Посадка "Чанъэ-6"
6 июня 2024 года "Чанъэ-6" приземлился в колоссальной впадине Южный полюс-Айткен, ширина которой составляет около 1550 миль (2500 км), а глубина - 5 миль (8 км). Это крупнейшее ударное сооружение в Солнечной системе: чашеобразный объект, образующийся при столкновении астероида с каким-либо телом и вызывающий мощный взрыв.
На вершине Южного полюса-Айткин находится несколько более молодая и гораздо меньшая по размерам ударная структура, называемая бассейном Аполлона, диаметром около 308 миль (492 км).
Ударные впадины обнажают глубокие недра Луны, как буровой керн. Например, в результате удара, в результате которого образовалась впадина Южный полюс-Эйткин, возможно, была удалена часть лунной коры, обнажив материалы глубоко внутри Луны — на глубине до 62 миль (100 км). Последующее столкновение с "Аполлоном" привело бы к удалению еще большего количества материала. Таким образом, возвращенные образцы, вероятно, будут содержать некоторые породы, которые отличаются от тех, что были собраны в настоящее время.
"Чанъэ-6" приземлился здесь на несколько редких вулканических отложений на дальней стороне. Анализ состава вулканических пород, привезенных "Чанъэ-6", может помочь исследователям понять, почему на ближней стороне так много вулканических отложений. Ученые также смогут сравнить возраст этих дальних скал с породами, образовавшимися в результате извержений вулканов на ближней стороне, которые произошли примерно 3,9-3,2 миллиарда лет назад.
Измерение фактического возраста горных пород поможет ученым усовершенствовать другие методы, такие как подсчет кратеров, которые используются для оценки возраста поверхностных образований на планетах.
Поскольку на поверхности планет накапливается больше кратеров, чем дольше они существуют, исследователи могут оценить возраст поверхности планеты, сравнив количество кратеров, которое они могут подсчитать, с количеством, полученным с помощью имитационной модели. Но подсчет кратеров не очень точен — наличие реальных образцов горных пород может помочь исследователям понять, как усовершенствовать эти методы.
Раскрывая секреты расплавленного прошлого Луны
Исследователи предполагают, что Луна, как и некоторые каменистые планеты, когда-то была почти полностью расплавленной. Таким образом, в течение короткого периода времени в начале своей истории Луна представляла собой просто лаву с небольшим количеством твердых пород или вообще без них.
Место посадки "Чанъэ—6" могло содержать материалы из мантии Луны - слоя под ее корой. Эти образцы могут помочь ученым понять, как Луна превратилась из океана магмы в геологические слои — затвердевшую кору, мантию и ядро.
Данные, полученные из этих образцов, также могут дать представление об эволюции Земли на последних этапах формирования планет. Ученые предсказывают, что около 4 миллиардов лет назад множество астероидов и комет обрушилось на каменистые планеты, подобные Земле. Мы называем этот период периодом "лунного катаклизма". Изучение некоторых пород, образовавшихся при ударе о лунный кратер, могло бы помочь ученым узнать больше об этой эпохе.
Поскольку котловина Южный полюс-Айткин является старейшим хорошо сохранившимся сооружением на Луне, в ней могут содержаться данные о том, происходило ли количество воздействий на формирование котловины в течение более длительного периода времени, например, 500 миллионов лет, или более короткого периода, например, 200 миллионов лет. Знание временных рамок поможет оценить интенсивность столкновений во время формирования Солнечной системы.
Научный подарок с другой стороны.
Внеземные материалы, такие как образцы с Луны, Марса, астероидов и комет, — это подарки, которые продолжают поступать.
Ученые будут курировать и хранить эти образцы в лабораториях, чтобы сохранить их первозданность. В ходе этого процесса часть ценных образцов будет передана для анализа с использованием самого современного оборудования. Остальное будет храниться для будущих поколений ученых, которые будут изучать новые вопросы, которые возникнут через десятилетия.
Наука добивается наибольшего прогресса, когда ученые делятся идеями, данными и образцами. В конце 2023 года Национальное космическое управление Китая предоставило образцы с "Чанъэ-5" в распоряжение группы международных исследователей. Я ожидаю увидеть аналогичную программу обмена образцами для образцов Chang'e 6.
Однако этот обмен не является двусторонним. НАСА не может напрямую делиться образцами, которые они собирают, с китайскими исследователями из-за поправки Вольфа, которая запрещает НАСА использовать средства для сотрудничества с Китаем в каких-либо программах.
Будущие планы Китая по исследованию Луны включают в себя миссии "Чанъэ-7" и "Чанъэ-8", запланированные на 2026 и 2028 годы соответственно. Эти миссии приземлятся на южном полюсе для поиска водяного льда, льда из углекислого газа, также известного как сухой лед, и метана в виде льда. У недавно отмененного НАСА марсохода VIPER были схожие цели. Эти миссии помогут Китаю решить, где разместить Международную исследовательскую станцию на Луне, запуск которой запланирован на 2030 год.
