"Vind fra jorden" leverer oksygen til månen. Oksygen, sjeldne metaller og universets historie: hvorfor trenger vi månen? Er det oksygen på månen?

I svært lang tid så folk drømmende på månen, og trodde at det kunne være liv på jordens nærmeste satellitt. Mange science fiction-romaner er skrevet om dette emnet. De fleste forfattere antok at på Månen er det ikke bare luft, det samme som på jorden, men også planter, dyr og til og med intelligente vesener som ligner på mennesker.

Imidlertid, for omtrent et århundre siden, beviste forskere ugjendrivelig at det ikke kan være liv på månen (selv bakterieliv), på grunn av det fullstendige fraværet av en atmosfære for å puste - og derfor er det et kosmisk vakuum på overflaten av satellitten. og en sterk forskjell i dag/natt temperaturer.

Faktisk er månen, selv om den er det nærmeste himmellegemet til jorden, et ekstremt fiendtlig miljø for enhver terrestrisk biologisk organisme. Og for å overleve der, i det minste for en kort tid, er det nødvendig å ta enestående sikkerhetstiltak. Sammen med det faktum at månelandskapet presenterer et estetisk skue som er litt verre enn den tørreste terrestriske ørkenen, er det ganske forståelig hvorfor menneskeheten de siste tiårene har mistet interessen for Månen.

Men hvis innbyggerne på jorden var litt heldigere, og den naturlige satellitten ikke var et øde "steinstykke" - men hadde alt nødvendig for livet - ville livet være mye mer interessant. Hvis de for hundre år siden visste med sikkerhet at det var en atmosfære, liv eller til og med brødre i tankene på Månen, så ville de ha fløyet ut i verdensrommet mye tidligere... Dette ville vært et utmerket mål! Vi vil gjerne gå nå cruiseskip til månen nesten hver dag, og flykostnadene ville ikke vært så enorme - hvis millioner av hjerner jobbet for å forbedre teknologien.

Jeg lurer på om Månen i fremtiden vil kunne bli et sted hvor du kan gå rolig, puste luft, svømme i dammer, dyrke planter, bygge hus – altså leve fullt ut, som på jorden?

Mange vil si at Månen ikke kan ha sin egen tette atmosfære – bare inne i forseglede kapsler, for eksempel et romskip, som kan bli bygget i fremtiden. Du bør bare forlate slike bygninger i spesielle romdrakter, som vil skape den samme hermetiske kapselen rundt menneskekroppen. Uten romdrakt er en persons liv i livsfare.

Alternativet med en oksygenflaske med en maske for dykking (som en dykker) vil ikke fungere på månen: rommets vakuum vil umiddelbart "trekke ut all juice fra kroppen": hvis du fester en sugekopp til kroppen (for eksempel vakuum medisinske kopper på baksiden) så på dette stedet gjenstår et blåmerke. Et kort opphold i et fullstendig vakuum vil dekke hele kroppen med et slikt "blåmerke". Slimhinnen i øynene, ørene, munnen begynner å koke, tørker raskt ut. Det går rykter om at selv blod inne i sirkulasjonssystemet koker og koagulerer i et vakuum - som selvfølgelig er tull: en persons sirkulasjonssystem er stengt og trykket inne i karene vil praktisk talt ikke endre seg.

Generelt er ikke månen et sted å gå. Moderne romdrakter designet for arbeid i verdensrommet er ekstremt ubehagelige og bevegelser begrenses av klønete hengsler. Byggingen av store kupler der du kan bo uten romdrakt er et ekstremt dyrt prosjekt, og generelt er det ingen vits i det: du kan slappe av og sole deg på jorden. Tilsynelatende er det ikke noe sted for oss på Månen, i det minste i nær fremtid: kanskje et veldig lite antall mennesker, for rent vitenskapelige formål, vil kunne besøke dette stedet - men det er neppe et morsomt tidsfordriv.

Men la oss komme tilbake til atmosfæren. Jeg lurer på hvorfor det er luft på jorden, men månen er fullstendig blottet for luft? For mange er svaret åpenbart: størrelse. Månen er for liten til å holde en atmosfære. Hva med loven? universell gravitasjon? Mellom alle kropper som har masse - det er kraft av gjensidig tiltrekning. Er månen et legeme med masse? Ja sir. Er for eksempel et oksygenmolekyl en kropp? Sikkert. Har den masse? Uten tvil. Derfor er månen (som enhver annen kropp med masse) i stand til å beholde en atmosfære, og hvilken som helst mengde av den!

Jeg mistenker at noen nå vil si at dette er tull, det kan det ikke være, alle lærebøkene sier at det ikke kan være det. La meg være uenig med ham, for dette er ikke det som står i lærebøkene. I skolelitteratur, mest sannsynlig vil dette problemet bare bli berørt i forbifarten, uten å vurdere hovedårsakene; og lærere kan noen ganger ikke faget sitt veldig dypt og kan feilaktig "oppsummere" dataene de mottok fra undervisningsmateriellet sitt. Personlig kjenner jeg ikke en eneste fysiklærer som kan nevne årsaken til at helium og hydrogen slipper ut fra jordens overflate (jeg innrømmer at jeg har snakket med et lite antall lærere). Nesten alle vil si at disse gassene er lettere enn andre – derfor stiger de i følge Arkimedes lov oppover. Men hvorfor de overvinner tyngdekraften og går ut i verdensrommet – sjelden kan noen svare på.

Absolutt alt som er i en fri (ikke fast) tilstand tiltrekkes av jorden (eller til en hvilken som helst annen massiv kropp), enhver materieklump som har masse. Og en flekk av støv, og et molekyl og et atom. Den eneste tilstanden som noen kropp "ikke kan falle" under (til antigravitasjon er oppfunnet) er hastighet større enn eller lik First Space Speed(7,9 tusen meter per sekund). Dette gjelder molekyler av enhver gass på samme måte som for en jernvekt: hvis hastigheten er mindre enn 7,9 km/s, velkommen tilbake til jordoverflaten! Noe eller noen kan påvirke, løfte eller dytte ut, kan kaste ut veldig høyt - men i en høyde på ca 50 kilometer over bakken - er det praktisk talt ingenting som kan påvirke - dette betyr veien tilbake til jorden. Og bare hvis, av en eller annen grunn, et hydrogenmolekyl akselererer for å unnslippe hastighet eller høyere, så er det mulig å gå inn i en sirkulær bane, eller en elliptisk, eller til og med gå inn i det interplanetære rommet og bli en mikroskopisk satellitt av solen. Hva kan virke på et hydrogenmolekyl for å akselerere det til en så høy hastighet? Det ser ut til at bare fotoner av lys er i stand til dette, og mest sannsynlig er solens handling tydelig.

Så: atmosfæren kan ikke flykte fra noen planet, satellitt eller asteroide på grunn av det faktum at denne kroppen er "for liten"... Hver gass har sin egen termiske molekylære hastighet - det vil si hvor raskt molekyler beveger seg ved en viss temperatur. For hydrogen er det høyest, for helium er det litt mindre. I de øvre lagene av atmosfæren, under direkte sollys, kan molekylene til disse gassene akselerere over 7,9 km/sek - noe som ikke betyr at de umiddelbart når disse hastighetene: det er nok av andre molekyler rundt det, på grunn av kollisjoner, seriøst redusere hastigheten og hindre dem i å akselerere. I tillegg "bombarderer" fotoner fra sollys i de fleste tilfeller molekylet, og "skyver" det mot jorden. Hvis molekylet likevel akselererer til kosmisk hastighet - men bevegelsesretningen er nøyaktig mot jorden - vil det nærme seg og "sette seg fast" blant andre molekyler i atmosfæren. Det kan ta veldig, veldig lang tid før ett molekyl er "heldig" som slipper ut. Det er en anstendig mengde hydrogen og helium i jordens atmosfære, selv om de i prinsippet kan fordampe - ikke så raskt..!

På andre, mindre planeter er den første kosmiske hastigheten - ellers kjent som "sirkulær banehastighet" - mindre enn jordens. For Månen er denne hastigheten 1,7 km/sekund, det vil si at hydrogen eller helium åpenbart vil fordampe raskere. Men andre, tyngre gasser har mye lavere termiske hastigheter. For eksempel har vanndampmolekyler under normale forhold en gjennomsnittshastighet på 0,6 km/sek, nitrogen - 0,5 km/sek, oksygen - også ca 0,5 km/sek, karbondioksid - 0,4 km/sek. Disse gassene (ved en temperatur på omtrent 20 grader Celsius) ville ikke ha noen mulighet til å forlate Månens overflate. Selv om vi bør legge til litt presisjon: til tross for at den gjennomsnittlige årlige/gjennomsnittlige døgntemperaturen på månens overflate er nesten den samme som på jorden - ca. 20 grader Celsius - fortsatt på dagtidstoppene, kan temperaturen være nok til noen molekyler for å akselerere til en sirkulær banehastighet og forlot tiltrekningssonen. I tillegg er det strømmer av magnetisk ladede partikler fra «solvinden».

Men antallet molekyler som tilfeldig akselererer og flyr bort hver dag under påvirkning av solen er ganske lite. Hvis månen hadde en atmosfære med trykk lik jordens, så gjennom 10 tusen år Trykket ville falle med omtrent det halve! [Wikipedia] Hva betyr dette? Og faktum er at hvis det var luft på Månen nå, så kunne du bo rolig der, i det minste i 1000 år - og ikke bekymre deg for mye om å våkne om morgenen - og det er ingenting å puste! 🙂

Hvor kommer stemningen fra? Det er en enorm mengde gasser i universet. De er vanligvis til stede i form av skyer, og størrelsen på slike "interstellare skyer" er ganske enkelt kolossale: de kan nå tusenvis av lysår i lengde. Men disse skyene er svært sjeldne: gassmolekylene er superlette og beveger seg ganske raskt - derfor "holder de seg nesten aldri sammen" med hverandre under påvirkning av sin egen tyngdekraft - og hvis de kolliderer, sprer de seg i forskjellige retninger. Hvis en planet passerer gjennom en slik sky, vil den ikke samle mye gass – omtrent 1 molekyl per kubikkmeter – generelt sett ingenting. Men hvis det oppstår hendelser der gassene "komprimeres", kan de bli flytende eller is. Og i en kubikkmeter is er det mange flere slike molekyler, omtrent like mange: 3350000000000000000000000000000.

Biter av frossen gass, i form av is, kan lagres langt fra varme stjerner - nesten for alltid. Det er et veldig anstendig antall slike isfjell i vårt solsystem. Noen av dem er så enorme at de til og med får navn: vi snakker om kometer, som består av frossen gass, kretser rundt solen, noen ganger flyr nært, smelter og etterlater frodige haler av gass. Det meste av gassen er ikke lagret i halen – men i denne isblokken som noen ganger faller ned på en planet. I følge moderne vitenskap, alt vannet på jorden, så vel som atmosfæren, skjedde utelukkende på grunn av kometers fall. En slik iskule, flere kilometer i diameter, kan bringe med seg billioner av kubikkmeter gass.

Og koma krasjet inn i månen du tidligere? Tilsynelatende ja, dette er bevist av det kolossale antallet kratere på overflaten, noen veldig enorme. Kratere ble selvfølgelig ikke bare dannet av kometer – men også fra vanlige – stein- eller jernmeteoritter og asteroider, men mest sannsynlig var det kometer også – og ikke få. Var det en atmosfære på månen etter at en stor komet falt?99,9% , hva ja. Selv om det tilsynelatende var mange innvirkninger på Månen, er fallet av store gjenstander, i jordisk forstand, svært sjelden. Kanskje en gang hver million år, eller kanskje sjeldnere. Over flere hundre tusen år er det ikke et spor igjen av gassene som kometen brakte. Men umiddelbart etter kometens fall kan Månen godt få en atmosfære, og kanskje til og med en hydrosfære!

Hvis den siste kometen hadde falt på månen for rundt tusen år siden, i dag, kanskje, ville satellitten vår vært et fantastisk sted: plassert ikke for langt, men ikke for nært fra solen (som Jorden), hvis kometen hadde " ankom” på samme måte og vannis – da kunne en del av Månens overflate være dekket med flytende vann! Hvis fuktighet fordampet, regn eller snø falt, hvis frø på en eller annen måte fortsatt ble "kastet" der, ville alt innen tusen år være overgrodd med enorme planter (det er mindre tyngdekraft på månen, så trær eller gress ville vokse raskere og etter flere ganger høyere). Slik, nær-jordens paradis! Hvis trykket var nær jordens, ville det vært mulig å gå på overflaten uten store romdrakter. Hvis det var det, ville vi levd i en annen tid!

Men, som vi ser, skjedde ikke dette. Verken for hundre tusen år siden, eller for en million år siden, traff en tilstrekkelig stor komet bestående av frosne gasser og væsker Månen. Men siden det ikke har falt i fortiden på lenge, betyr det at det kan skje i fremtiden?! Kanskje en veldig "god" en - stor, med nødvendige gasser og væsker - aldri har falt i det hele tatt, eller var det så lenge siden at elveleier, innsjøgroper og spor av liv var dekket av regolit for lenge siden? Og på toppen av dem er det et enormt antall kratere fra vanlige meteoritter? Vel, ifølge sannsynlighetsteorien, hvis det ikke har skjedd på lenge, betyr det at det vil skje snart!

La oss forestille oss at en stor komet, tre kilometer i diameter, flyr mot solen, for så å nærme seg Jorden, men avviker og flyr opp til Månen. Hvilket materiale skal det være laget av? Ideelt sett fra frossen nitrogen og litt frossen oksygen: omtrent 80 % til 20 % - dette er sammensetningen av atmosfæren vi er kjent med. Vel, hvis det utelukkende består av frossent vann, så er det også greit. I verste fall kan den bestå av "tørris" - det vil si frossen karbondioksid: karbondioksid forbrukes av planter, og hvis månen hadde en karbondioksidatmosfære, ville det vært mulig å studere det jordbruk: planter bruker karbondioksid for fotosyntese - over lang tid månedagen planter kan vokse veldig raskt og muligens "mutere" til bisarre former!

Vil en komet ødelegge vår lille satellitt? Åpenbart ikke. Månen, etter standarder for satellitter, har en ganske imponerende størrelse: 3000 kilometer i diameter, en 3 kilometer lang komet har en masse på mindre enn 0,1 % av månens masse. Men blitsen vil lyse! Det vil være godt synlig fra jorden, kanskje til og med i løpet av dagen! Hvis en ekspedisjon hadde vært på Månen i det øyeblikket, ville den vært i trøbbel. Men nå, når det ikke er noen, og det nesten ikke er noen bygninger på Månen, er dette det mest beleilige øyeblikket.

En bølge av overopphetet plasma vil rulle over hele overflaten, en del av jorda kan bli kastet ut i verdensrommet og noen fragmenter kan falle til jorden – selv om sannsynligheten for at store biter faller ikke er stor. Veldig varme vil smelte all isen på kometen i løpet av få dager. Månen, bokstavelig talt foran øynene våre, vil begynne å bli dekket av et skyet "teppe" av atmosfære, de brune flekkene til nattstjernen vil forsvinne fra jorden, men den tilsynelatende størrelsen på satellitten vil bli større og den vil endre farge fra gulaktig, først til rødlig, og etter en stund, kanskje blåaktig eller til og med blå. Månens lysstyrke på jordens himmel vil bli mye større: på en klar måneskinn natt vil den bli lys, nesten som om dagen i overskyet vær.

Hva er på månen selv? Hvis kometen for det meste inneholdt vannis, ville atmosfæren bestå av vanndamp. Når trykket stiger, slutter vannet å koke på overflaten, og store vannmasser vil samle seg i alle lavlandet. Gjørmete vannstrømmer blandet med regolit vil strømme fra fjellene og samle seg i elver. Temperaturen vil synke raskt, og kanskje i løpet av noen måneder vil den synke til et nivå som tilsvarer Jorden. Vindene vil starte, det vil regne konstant - men det vil være mulig å være på Månen uten romdrakt! Selvfølgelig vil du ikke kunne puste vanndamp - du må ha med deg en maske og en trykkluftsylinder, hele kroppen din vil være konstant våt, men hvis du er på et varmt nok sted, så er dette ganske akseptabelt! På en lang måneskinn natt vil temperaturen selvfølgelig være lavere, alt vil være dekket av snø, elver og innsjøer fryser til. Selv om de etablerte konstante vindene vil bringe varme fra dagsiden, er det kanskje ikke så kaldt i den ekvatoriale delen av Månen, selv om natten.

Hvis kometen sammen med isen bringer med seg en viss mengde oksygen, eller hydrogenperoksid, nitrogen og karbondioksid, en annen mengde mineraler og salter (og disse medfølgende elementene er nesten alltid tilstede i kometisen) - så i Moon Lakes, betingelser for primitive levende organismer! Selv om månens jord allerede kan inneholde noen sporelementer som kan brukes av biologiske skapninger. Når det er flere muligheter for eksistens på månen, vil antallet menneskelige flyreiser og fraktlevering fra jorden øke mange ganger. I årene som kommer vil det bli grunnlagt en bosetning på Månen, som snart vil kunne overleve på egen hånd og ikke være helt avhengig av jordiske forsyninger.

Månen har noen morsomme funksjoner: den er lett å gå på, og du kan hoppe langt på grunn av dens lave tyngdekraft. Kroppen føles lett – selv å sove er mye mer behagelig enn på jorden. Noen steder om natten er det en vakker utsikt på himmelen: Jorden, i form av en enorm halvmåne, okkuperer en del av himmelen. Månen har en veldig lang dag (ca. 14 jorddager) og en like lang natt. Men Månen er ikke så stor i størrelse, så hvis du trenger en dag, kan du komme dit det er lyst; og hvis du trenger mørke, så gå "i natten."

Og hvis det er en atmosfære på månen... folk vil kunne fly som fugler! Ved å ta en stor vifte i hver hånd og blafre med muskelanstrengelse, kan du skape en luftstrøm som vil løfte din egen kropp, som på Månen vil veie 6 ganger lettere enn på Jorden! I vår verden er bare noen få dyr i stand til å fly: de største av dem veier ett og et halvt dusin kilo, som ser ut til å være grensen. Fugler har en spesiell kroppsstruktur, beinene deres er tomme inni - ganske skjøre, men veldig lette. Blodtemperaturen til fugler er 42 grader, de må ta en enorm mengde mat hver dag. Dette skyldes det faktum at det er høy tyngdekraft på jorden, og flyreiser er dyre. På månen er alt mye enklere. En person som er vant til jordens tyngdekraft vil føle seg som en fjær på månen, og vil lett kunne stige opp i luften ved hjelp av styrken til sine egne muskler. Og tekniske enheter vil selvfølgelig kunne fly på månen. Helikopteret trenger ikke å fylles med flyparafin - det kan enkelt fly på vanlig bensin, på batterier eller til og med med pedaldrift.

Hvis det er en atmosfære på Månen, vil nesten alt fly dit. Jeg skrudde små vinger til sykkelen, satte meg ned og fløy! Han tok en drage (drage), fanget vinden og fløy. Han hoppet av fjellet med en paraply i hendene og fløy! Med utseendet til atmosfæren vil det være jevn vind på Månen fra den oppvarmede dagoverflaten til den kalde nattoverflaten. Hastigheten til en slik passatvind vil være lik månens rotasjonshastighet. Hvis du bruker en paraglider, kan du "sveve" på den slik at solen forblir på ett sted, for eksempel ved solnedgang. Alt under beveger seg sakte - og paragliderpiloten foretar en gradvis flytur verden rundt. Selv konstruksjon er mulig luft bygninger, som vil være i stand til konstant å flyte i atmosfæren, avhengig av luftstrømmer!

En verden veldig nær hjemmet vårt, i motsetning til alle andre planeter i solsystemet - med en temperatur som er behagelig for mennesker, med en vakker utsikt over jorden, med lav tyngdekraft, med enkel bevegelse - dette er rett og slett et paradis for turisme! Minst halvparten av alle mennesker vil reise på ferie til Månen – eller drømme om det. Jeg ser til og med reklameslagord fra reiseselskaper, som «Med oss ​​kan du fly, ikke bare i drømmer«…

Og hva må du gjøre? En komet! Vel, selvfølgelig ikke noen - men i prinsippet, under noen omstendigheter - kan dette skje. Eller kanskje menneskeheten på en eller annen måte kan ta seg av dette selv? Ta en komet og diriger den til rett sted? Eller slepe flere små asteroider? Eller bringe Antarktis is fra landet? Eller kanskje i dypet av selve Månen er det forekomster av frosne væsker eller gasser som ganske enkelt kan bringes til overflaten - og de selv vil smelte i solen. Det er en hel retning som kalles "planet terraforming", som betyr å skape klimatiske forhold på en planet eller satellitt - nær jordiske. Dette er fortsatt en fjern fremtid – mennesket har tross alt bare tatt sine første skritt utenfor sin hjemplanet. Men hvis det er tilstrekkelig offentlig interesse, kan en beslutning tas ganske raskt. Problemet med ultrafiolett stråling er også løselig, og kan til og med løse seg selv, med utseendet til tordenvær og dannelse av ozon, og solstråling du kan prøve å "skjerme" eller komme opp med et kunstig magnetfelt.

Hvis du krever fra regjeringer forskjellige land engasjere seg ikke i kriger, men i utviklingen av nye territorier; hvis eliten ser dette som et krav fra samfunnet, og næringslivet som en mulighet for lønnsomme investeringer, kan utforskningen av månen fortsette i et veldig raskt tempo. For å fremskynde denne prosessen så mye som mulig, bør du popularisere ideen teraforming, eller i det minste gjenopplive ideen om å utvikle romindustrien. Hver av oss kan gjøre dette.

Dmitry Belenets

Tirsdag 31. januar ble det kjent at japanske forskere hadde oppdaget antatte spor av jordisk oksygen på Månen. Oppdagelsen ble gjort av en japansk sonde i månebane. Tilsynelatende ble oksygen brakt fra jorden av solvinden, som fraktet bort et stort antall ioner fra atmosfæren vår, som deretter satte seg på månens overflate. Vi snakket med lederen for avdelingen for måne- og planetarisk forskning ved SAI MSU on the Moon om hva dette betyr og hvilke andre utsikter den naturlige satellitten åpner for oss.

Var det oksygen?

Astronomer analyserte data innhentet av Kaguya-sonden, som var i månebane fra 2007 til 2009, hvoretter den krasjet inn i månens overflate. Ulykken forhindret imidlertid ikke sonden i å samle inn data - som et resultat var forskerne enige om at det på overflaten av jordens satellitt er et tynt lag med terrestrisk oksygen som bæres til Månen av solvinden.

Vladislav Shevchenko er en kjent forsker innen månestudier, doktor i fysiske og matematiske vitenskaper, president i International Association of Planetary Sciences og æret Forsker Moskva universitet. Han vurderer den nye oppdagelsen positivt, men mener at ikke alt er så enkelt og det kreves mer nøyaktige studier for å utelukke deformasjon av prøvene under transport til jorden.

"Månen tilhører kroppene i solsystemet som ikke har et beskyttende lag. Slike kropper er konstant utsatt for fall av meteoritter av forskjellige masser, så overflatelaget - regalitt - er knust og har et sandlignende utseende. Så langt har jeg ikke sett vitenskapelige bevis for at det er funnet jordbundne ioner i kjemisk oppbygning dette laget. Tilsynelatende kreves det mer subtile eksperimenter for å oppdage dem. De prøvene som ble brakt til jorden er ikke alltid i perfekt stand. Enhver svak mekanisk påvirkning kan skade resultatet – spesielt når vi snakker om ioner, og forskningen utføres på molekylært nivå. Forskning i jordiske laboratorier kan selvfølgelig gi et mer nøyaktig resultat, men på grunn av bevegelsen kan et 100 prosent resultat ikke garanteres, sa han.

Måne ukjent

Til tross for Månens bokstavelige synlighet, vet vi ikke alt om den, er Vladislav Shevchenko overbevist. Moderne forskning"kald satellitt" kan være nøkkelen til å nøste opp historien til ikke bare planeten vår, men hele solsystemet.

"Studier av evolusjonsprosessene som skjer i jord-månesystemet er viktige for å forstå opprinnelsen til solsystemet, siden de til en viss grad kan projiseres inn i fortiden. Men de kan også svare på spørsmål om den moderne utviklingen av kosmiske kropper, sier forskeren.

For øyeblikket har astronomer flere hypoteser om disse spørsmålene. For en tid siden var en populær teori at Månen ble dannet som et resultat av kollisjonen av en viss kosmisk kropp med Jorden. En utkastning skjedde som gikk i lav bane rundt jorden, noe som førte til dannelsen av en satellitt. Da dukket det opp informasjon om at alderen til noen prøver på månens overflate overstiger 4,5 milliarder år - dette sammenfaller med den omtrentlige alderen til solsystemet. Hypotesen til Eric Mikhailovich Galimov, direktør for Institutt for geokjemisk forskning ved det russiske vitenskapsakademiet, kom på banen. Den antar at jorden og månen ble dannet samtidig fra en gassfeltsky.

Hvorfor trenger vi månen?

I Federal Space Program 2016−2025, for første gang i listen over oppgaver som er tildelt forskere, er "utvikling av månen" nevnt. Dette innebærer bruk av ny teknologi og gjennomføring av fundamentalt nye eksperimenter, sier Vladislav Shevchenko. Det er ennå ikke mulig å spekulere i hvilke resultater dette vil føre til: når som helst kan det oppdages et tidligere ukjent fenomen, som igjen vil stille en rekke ikke så åpenbare spørsmål til vitenskapen.

Når de svarer på spørsmålet om hvordan månen og vitenskapelig informasjon om den kan være nyttig utenfor vitenskapelige felt, snakker de som regel om anvendte problemer, for eksempel utvinning av sjeldne materialer. I mange år har Vladislav Shevchenko forklart i sine taler nøyaktig hvordan jordens satellitt kan tjene til å fylle opp jordens reserver.

«Vår sivilisasjon har nådd et utviklingsnivå der høyteknologi blir stadig viktigere. La oss si inn mobiltelefon mange deler er delvis laget av sjeldne jordartsmetaller. På jorden, ifølge eksperter, vil malmforekomster med dagens produksjonshastighet vare i omtrent 20-30 år. Slike metaller finnes i overflod i asteroider som faller på månen og blir tilgjengelige på overflaten, sier Shevchenko.

Denne strategien bekreftes også i økonomiske beregninger. Ett kilo av det sjeldne materialet iridium har en markedsverdi på rundt 32 tusen dollar. Levering av iridium fra månen vil dermed ikke bare betale for transporten, men også dekke de innledende klargjøringskostnadene, og åpne for utsikter til god fortjeneste for industriområdet.

Nettopp nylig ga NASA for første gang tillatelse til det private firmaet Moon Express til å engasjere seg soloflyvninger til Månen for å utvikle ressursene. Offentlige myndigheter kunngjorde til og med at skatteforpliktelsene ville bli løftet fra dette selskapet for en viss periode. Dermed har "måneløpet" akkurat begynt, og kanskje snart vil vi kunne observere de første favorittene. I mellomtiden kan vi bare se på himmelen med håp og vente på at Månen endelig blir mestret av jordboere.

Produsent: Maxim Barabanov

Oksygenioner fra jordens atmosfære når av og til månens overflate.

Som du vet, er det ingen atmosfære på Månen, eller rettere sagt, den er så sjelden at vi trygt kan anta at den ikke er der. Og siden det ikke er noen atmosfære, kan det ikke komme noen nedbør, med mindre vi selvfølgelig regner fallet av asteroider som nedbør, spor av som rikt forsøpler måneoverflaten. Forskere fra Japan har imidlertid funnet ut at under visse forhold kan ekte "regn" falle på månen, men ikke bare regn, men fra ioniserte oksygenatomer. Så, hvor er oksygenpyttene, spør du?

Fullmånen sett i sørlige halvkule(Foto: PsJeremy / Flickr.com)

Det japanske forskningskjøretøyet Kaguya ble skutt opp i månebane i 2007. (Foto: JAXA)

Jordens oksygen når månen i de øyeblikkene den er i en bestemt sone av jordens magnetosfære. (Foto: Osaka Univ./NASA)

De eksisterer, men du må lete etter dem ikke i Regnhavet eller til og med i Fuktighetshavet, men direkte i månejorden, eller regolitten, på en dybde på omtrent ti nanometer. Selv om det er verdt å si at det var mulig å registrere oksygen "regn" ikke på overflaten, men fra Kaguya-forskningsapparatet (SELENE), som tilbrakte nesten to år i bane rundt månen. Og selv om selve enheten har falt på månens overflate i nesten åtte år, fortsetter forskere å studere dataene den mottok og gjøre interessante funn.

Blant annet utstyr om bord på Kaguya var det ladede partikkelanalysatorer som gjorde det mulig å oppdage ioner av kjemiske elementer i månerommet - hvis noe ladet atom fløy forbi enheten, så var det mulig å fastslå hva slags atom det var og hvilken energi den hadde. Enheten hadde mye arbeid å gjøre, siden rommet, selv om det virker tomt ved første øyekast, faktisk er mettet med forskjellige partikler.

Solen produserer flest partikler – den såkalte solvinden, bestående av elektroner, protoner, heliumatomkjerner (alfapartikler) og andre grunnstoffer. Faren for solvinden er ikke bare at den bærer partikler som er skadelige for levende vesener, men også at den ganske enkelt kan blåse bort planetens atmosfære. Her er jorden definitivt heldig - den er beskyttet mot tap av atmosfære av sitt eget magnetfelt, som avleder solvinden, og hindrer planeten vår i å bli til en livløs ørken, som for eksempel skjedde med Mars.

La oss imidlertid gå tilbake til Månen og det japanske romfartøyet som roterer i sin bane. Kaguyas analysatorer var i stand til å bestemme sammensetningen av ladede partikler, og blant dem var ioniserte oksygenatomer. Enheten kunne imidlertid ikke fastslå hvor de kom fra: fra solen, fra jorden eller fra månen selv. Og dette er nettopp problemet som nylig ble løst av forskere fra Japan. De sammenlignet signalet mottatt fra instrumentene med den romlige posisjonen til Solen, Månen, Jorden og selve forskningsapparatet. Som et resultat viste det seg at i de øyeblikkene da Jorden blokkerte Månen fra solvinden, oppdaget Kaguya et signal fra oksygenioner; i tillegg indikerte deres isotopiske sammensetning deres terrestriske, ikke sol-opprinnelse - dette er hvordan det var mulig å forstå anomaliene i den isotopiske sammensetningen av oksygen fra prøver av tidligere studert månejord. De fullstendige resultatene av forskningen ble publisert i tidsskriftet Natur astronomi .

Dermed konkluderte forskerne at oksygenatomer fra jordens atmosfære er i stand til å nå overflaten av månen hvis den faller inn i en bestemt sone av jordens magnetosfære. Bør vi være redde for at månen en dag skal ta all vår jords oksygen? Det åpenbare svaret er nei, siden atmosfæren ikke har forsvunnet fra jorden under hele tiden av vårt "liv sammen" med månen.

Men det er interessant å vurdere omfanget av "lekkasjen". Forhold som favoriserer "reisen" av oksygen fra jorden til månen varer bare noen få dager i måneden. I løpet av denne tiden, hvert sekund, treffer 26 000 oksygenatomer en kvadratcentimeter av Månens overflate. Hvis vi oversetter det til vekt, viser det seg at månen "stjeler" omtrent 400 kg oksygen fra jorden hvert år, noe som er ganske sammenlignbart med hvor mye oksygen en person bruker i samme periode.

18. august er det 37 år siden den sovjetiske stasjonen Luna-24 landet på månens overflate, som leverte prøver av månejord til jorden. Studien beviste tilstedeværelsen av vann i jorda. Vi bestemte oss for å tilbakekalle 5 løste månens mysterier.

Er det utenomjordisk liv på månen?
I 1978 nevnte sovjetiske forskere i tidsskriftet Geochemistry først oppdagelsen av vann i månejord. Dette faktum ble etablert som et resultat av analysen av prøver levert av Luna-24-sonden. Prosenten vann funnet i prøven var 0,1. Dette stoffet holdt seg på månen i omtrent 4 milliarder år. Mange forskere hevder at formelen for "månevann" er H 2 O. Andre mener at formelen er endret. En ting er definitivt bevist: det er en væske. Det viktigste er at en utenomjordisk livsform ble oppdaget i vannet.

Er det oksygen på månen?
På kongressen til International Society of Pure and Applied Chemistry presenterte forskere fra University of Cambridge resultatene av en studie av månejord der de fant oksygen. Oksygeninnholdet i månejorden er svært høyt, mer enn 45 %. Forskere bemerket at hvis en liten bosetning er organisert på Månen, vil bare tre generatorer som er omtrent en meter høye hver kunne gi befolkningen et tonn oksygen per år. I 2005 arrangerte NASA til og med en konkurranse for å utvikle en teknologi for å pumpe oksygen fra månejord - det kreves minimum 5 kg på 8 timer.

Hvilke kjemiske grunnstoffer inneholder månens jord?
Som resultatene av studier av månejord viser, inneholder den alle de kjemiske elementene og stoffene som er nødvendige for å sikre menneskeliv og produksjon av verdifulle materialer - mer enn 70 kjemiske elementer og isotoper. Disse er: silisium, titan, aluminium, jern, magnesium, thorium, uran, zirkonium. Vanadium, niob, kobolt, kobber, rubidium, karbon og sølv ble funnet i mindre mengder. Forskere antyder at vulkansk lava en gang besøkte her, som etterlot seg mange nyttige elementer.

Hvor gammel er månens jord?
Månejordens alder gir mange grunner til kontroverser. Noen forskere insisterer på et tall på 3 milliarder år, andre - 4,6 milliarder. De fleste er fortsatt enige om én ting: Månejorden er perfekt bevart. Det øvre laget, som har vært på månen i flere milliarder år, har ikke vært utsatt for noen utenomjordisk påvirkning siden månens dannelse. Dette betyr at jorda kan brukes til å studere dannelsen av Månen og konkludere med at dens alder faktisk er minst 3 milliarder år.

Kan månen være dannet av et supersterkt materiale?
Forskere har konkludert med at grunnlaget for månejord er ilmenitt. Dette relativt sjeldne mineralet utmerker seg ved sitt høye titaninnhold. Dette supersterke materialet brukes på jorden til å bygge ubåter. Ilmenitt er også ikke-magnetisk. Noen forskere mener at månens overflate er nesten utelukkende dannet av en blanding med tilstedeværelsen av ilmenitt.

Å levere oksygen til månen er for plagsomt og dyrt

Lokal jord, regolit, kan tjene som oksygenkilde for en fremtidig permanent bebodd base

Uansett hvilke planer vi har for utviklingen av Månen - å bruke den til utvinning av nyttige ressurser, som en vitenskapelig base, som en mellomplattform for oppskytinger til fjernere objekter - trenger de fremtidige innbyggerne i månebasen luft for å puste.

Men å levere de nødvendige mengdene oksygen dit (som dessuten kan være nødvendig som en komponent i rakettdrivstoff) er for plagsomt og kostbart. Ifølge eksperter koster det 100 tusen dollar å sende et kilo til månen. Det er ikke rart at forskere leter etter alle mulige måter å sikre at basen kan produsere maksimalt nødvendig rett på stedet - vi skrev om disse prosjektene og planene i artikkelen "Lunar Architecture".

Jakten på teknologier for å utvinne oksygen fra månebergarten (regolit) har pågått i flere år. I 2005 annonserte NASA en belønning på 250 000 dollar til teamet som kunne finne en måte å trekke ut minst 5 kg oksygen fra simulert månejord på 8 timer. Det var ingen vinnere, og noen år senere økte premiebeløpet til 1 million dollar – men selv da klarte ingen å løse problemet.

Først nylig rapporterte Cambridge-kjemikeren Derek Fray og hans kolleger at de hadde en potensiell løsning basert på en elektrokjemisk prosess opprettet av samme gruppe i 2000 for å produsere rent metall og legeringer fra oksider. Metalloksider, som finnes i overflod i regolit, brukes som katode, og karbon spiller rollen som anode. Begge elektrodene er nedsenket i en smeltet elektrolytt (kalsiumklorid, som blir flytende ved ca. 800°C).

Strømmen som strømmer gjennom systemet fjerner oksygenatomer fra oksidmolekylene og overfører dem til løsning. Med en negativ ladning beveger de seg her til den positive anoden og gir fra seg overflødige elektroner, reagerer med karbon og frigjør karbondioksid (karbondioksid). Selvfølgelig, i dette tilfellet brytes anoden gradvis ned, men rent metall forblir på katoden.

Oppgaven til Frey og hans gruppe var å lære å produsere ikke karbondioksid ved anoden, men rent oksygen. For å gjøre dette bestemte de seg for å bruke en elektrode som ikke var laget av karbon, men av et mye mer inert stoff - kalsiumtitanat. I seg selv er det en ganske dårlig leder av elektrisitet, men hvis du tilsetter litt kalsiumruthenat, fjernes dette problemet. Denne blandingen gjorde det mulig for forskere å skaffe et anodemateriale som leder strøm godt og generelt ikke er utsatt for erosjon når det brukes i elektrolyseprosessen. Etter et eksperiment der reaksjonen på den foregikk kontinuerlig i 150 timer, beregnet de at anoden, selv ved kontinuerlig drift, ville «ta ned i vekt» med noen få centimeter per år.

I sine eksperimenter brukte forskere simulert regolit JSC-1, som ble opprettet og produsert etter ordre fra NASA. Og de estimerte at tre slike elektrokjemiske "reaktorer" (hver omtrent en meter høye) ville være i stand til å produsere et tonn oksygen per år fra den. Samtidig vil det kreve 3 tonn regolit for å oppnå denne gassmengden - nesten 100 % av oksygenet i den blir til gass.

Ikke tro at oppvarming av løsningen og drift av apparatet vil kreve store energireserver. Hvis effektiv termisk isolasjon brukes, vil de tre reaktorene kreve kun 4,5 kW, som enkelt kan leveres av solcellepaneler installert akkurat der, for ikke å nevne en atomminireaktor, som ifølge noen planer også skal installeres på Måne.

Derek Frey uttaler at med den nødvendige finansieringen (forskeren setter tallet til 16,5 millioner dollar), er han klar til å sette sammen en fullverdig prototype av en fjernstyrt enhet.