Por qué el éxito de la exploración de la Luna depende directamente de la "batalla de hipótesis" sobre su origen
Entre las teorías sobre el origen de Selena, se ha estado librando una lucha seria durante mucho tiempo: los científicos estadounidenses creen que ella fue "golpeada" de la Tierra por el impacto de un antiguo planeta muerto, y sus colegas de Rusia e Israel, que no hubo colisiones escatológicas de planetas. La forma en que los terrícolas explorarán la Luna depende de cuál de ellos tenga razón.
A primera vista, el bullicio alrededor del satélite de la Tierra es misterioso. Por un lado, la colonización de la Luna apenas tiene sentido: su área (aproximadamente 1/14 del área de la Tierra) es aproximadamente igual al área de los desiertos tropicales y árticos de la Tierra; mientras tanto, incluso los desiertos terrestres se están dominando muy lentamente, y el desarrollo de la luna costará un orden de magnitud más. La opinión de los entusiastas de que allí hay helio-3 y es una razón digna para la exploración de la Luna contradice el hecho bien conocido: una reacción termonuclear energéticamente favorable aún no se ha logrado ni siquiera para el deuterio, mientras que la ignición del helio-3 es un orden de magnitud más pesado y se encuentra afuera. futuro previsible de la humanidad. Por otro lado, una potencia tras otra está planeando nuevos aterrizajes en la luna este año. La pregunta es: ¿por qué?
La respuesta correcta a esta pregunta es simple: una carrera científica y de recursos se "mezcla" con la carrera de prestigio. Si las hipótesis no americanas sobre el origen del satélite terrestre son correctas, hay mucha agua allí, además, en forma de hielo de agua que es conveniente para el desarrollo. En presencia de agua, los cultivos terrestres se pueden cultivar en regolito lunar; tales experimentos ya se han llevado a cabo con éxito. Con agua y comida, así como con una fuente de oxígeno, será mucho, mucho más fácil y económico estudiar y dominar la Luna que en el caso en el que todo debe ser transportado desde la Tierra. Recalcamos que la fundación de la base no significa colonización. Las islas árticas y la Antártida no pueden estar densamente pobladas, pero hay bases allí. Son necesarios por razones de investigación, militares y logísticas. La luna tiene seis veces menos gravedad que la tierra. Esto significa que es más fácil (necesita diez veces menos combustible) levantar el combustible y el oxidante,obtenido de la misma agua, por ejemplo, para repostar barcos que vuelan a Marte. Pero para comenzar a planificar bases lunares, primero debes averiguar: ¿quién tiene razón? ¿Está la Luna realmente seca?
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Megawar: como nació la idea de la Tierra colisionando con otro planeta
Vale la pena observar el sistema solar como se lo conocía en 1975, cuando los estadounidenses Hartman y Davis formularon la teoría de la megacolisión Tierra-Teia. En ese lejano año, Caronte aún no se había descubierto y se conocían exactamente dos tipos de satélites en todo el sistema solar: los que son radicalmente más pequeños que sus planetas (Fobos y Deimos, satélites de los planetas gigantes), y la Luna. Ella era el único satélite conocido entonces, cuya masa era más del un por ciento de la masa de su planeta.
La naturaleza inusual de este satélite también requería una teoría no estándar de su origen, especialmente porque las torpes hipótesis predecesoras, como la separación de un trozo de la Tierra bajo la supuesta acción de su anterior rotación rápida (la hipótesis de Darwin, hijo de Charles Darwin), eran algo ingenuas y fáciles de refutar. Esta y otras hipótesis similares explican mal el hecho de que el núcleo de hierro de la Luna es pequeño en comparación con la Tierra, y no hay agua (como se creía en ese momento).
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De hecho, en ese momento ya se había descubierto agua en la roca lunar: el Apolo trajo el suelo a la Tierra, donde se encontró agua en los años 60. Pero se atribuyó a la contaminación terrestre o meteoritos. La evidencia directa de los detectores de iones que detectaron agua cerca del Apolo también se atribuyó a la contaminación terrestre. En geología lunar, un fenómeno, a menudo atribuido a las humanidades, funcionó: los científicos rechazaron los hechos empíricos, ya que no encajaban con las teorías entonces existentes sobre el origen de Selena: en todas ellas, primero se derritió, es decir, tuvo que perder agua. La ciencia de esa época asumió que solo una variante del agua golpeaba la luna: los cometas. Pero en el agua de un cometa, la proporción de deuterio con respecto al hidrógeno es diferente, y en el agua encontrada en la Luna por los estadounidenses, la proporción de estos isótopos de hidrógeno era la misma que en la Tierra. La teoría de esa época no lo permitía,por qué todo se atribuyó a la "contaminación de la tierra", y Selena fue declarada completamente sin agua.
Sin embargo, otras características del suelo lunar no se explican por la contaminación terrestre. Se trata de un menor contenido de titanio y otros elementos relativamente pesados.
Colisión de la Tierra con otro planeta.
Fue entonces, en 1975, cuando nació en EE. UU. La hipótesis del mega impacto (mega impacto). Según él, el antiguo planeta Theia hace 4.500 millones de años colisionó con la Tierra y un impacto superpoderoso arrojó una gran cantidad de material de ambos planetas al espacio. La luna se formó a partir de los escombros con el tiempo. El satélite terrestre no se obtuvo "primario" (como, por ejemplo, los satélites de Júpiter), sino "secundario", surgido de la colisión de grandes cuerpos celestes. Se eliminó la pregunta de por qué la masa de Selena es tan grande en comparación con la masa de la Tierra misma, mucho más que la de los satélites de otros planetas del sistema solar.
El Mega Impacto también explicó fácilmente por qué había pocos elementos pesados en la Luna (lo cual era cierto) y nada de agua (lo que después de los vuelos de Apolo fue una obstinada ignorancia de los hechos). Las capas superiores de la Tierra contienen pocos elementos pesados; la mayoría de ellos se hundieron en el núcleo y las capas inferiores de magma. Cuando los planetas chocaron, los escombros deberían haber estallado hasta miles de grados. Cualquier agua de ellos se evaporaría y volaría al espacio. Cuando los escombros enfriados formaron la luna, ya deberían estar completamente secos.
Parece que alguien se perdió
La hipótesis se veía bien durante tres años completos. Pero ya en 1978 se descubrió Caronte, un satélite de Plutón. Si la Luna es 80 veces menos masiva que la Tierra, Caronte es sólo nueve veces más ligero que Plutón. Resultó que no hay nada único en la apariencia de la luna. Surgió una pregunta natural: ¿cómo es esto posible, ya que la colisión de grandes planetas como Theia y la Tierra debe ser un evento raro?
La vista de un artista de Caronte desde la superficie de Plutón.
Aún más inconveniente fue el análisis de rocas lunares en laboratorios y los primeros datos sobre meteoritos de origen alienígena. Resultó que solo la Luna es isotópicamente indistinguible de la Tierra, y todos los demás planetas del sistema solar son claramente diferentes. ¿Cómo sucedió esto si Selena supuestamente contiene la sustancia de otro planeta, la hipotética Theia antigua?
Para explicar la contradicción, se modificó la hipótesis del mega-choque: se consideró el lugar de nacimiento de Teia … la órbita de la Tierra, por lo que la composición isotópica de ambos planetas es la misma. Al parecer, se formaron dos planetas a la vez, que luego chocaron. No estaba claro por qué aparecieron dos planetas en la órbita de la Tierra y uno a la vez en las órbitas de otros planetas del sistema.
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Los geólogos también agregaron problemas. Surgió una pregunta legítima: si la mega colisión de dos planetas calentó la Tierra y sus escombros, ¿de dónde vino el agua en el planeta? Según todas las cuentas, debería haberse evaporado. La teoría del mega impacto ya se había vuelto extremadamente popular, no querían abandonarla, por lo que se propuso la idea de que el agua apareció en la Tierra más tarde: fue traída por cometas que cayeron sobre el planeta durante miles de millones de años. Pero pronto se descubrió que la proporción de isótopos de hidrógeno y oxígeno en el agua cometaria es muy diferente de la misma proporción en el agua terrestre. El agua de los asteroides es más similar, pero hay muy poco en ellos, es decir, no pueden ser la fuente de los océanos de la Tierra.
Finalmente, en el siglo XXI, comenzaron a encontrarse rastros de agua en la luna. Y cuando los defensores de la hipótesis del mega-choque sugirieron que los cometas traían esta agua, los geólogos holandeses demostraron que las rocas lunares no podrían haberse formado en su forma actual sin la presencia de agua desde el comienzo mismo de la formación del satélite. La situación se vio agravada por los astrónomos rusos: en su opinión, una colisión típica de un cometa con la Luna provoca la salida de más del 95% del agua de regreso al espacio.
Lo mejor de todo es que la situación quedó reflejada en el artículo de 2013 con el contundente titular "La teoría del impacto está agotada".
Cómo el martillo de asteroides construyó la luna
En 2007, se publicó el trabajo del famoso físico N. Gorkavy "La formación de la luna y los asteroides binarios", que mostró por primera vez que el mecanismo de formación de la Luna no es único, por el contrario, dio lugar a una gran cantidad de satélites en el sistema solar. Solo estos satélites se formaron principalmente en asteroides y no en planetas más masivos.
El escenario para la aparición de los satélites asteroides y la Luna es simple. Las primeras colisiones con asteroides de 10 a 1000 kilómetros de tamaño forman un anillo de escombros expulsados alrededor del planeta, cuya velocidad es más alta que la primera cósmica (es decir, no pueden retroceder rápidamente). Los impactos posteriores de asteroides aumentan rápidamente la masa del disco: sus escombros "interceptan" nuevos escombros que salen volando del planeta. Aquellos que volaron en dirección opuesta a la dirección de rotación del disco y el planeta, por la colisión con los escombros del disco, pierden su velocidad y vuelven a caer al planeta. Aquellos que vuelan en la misma dirección que el disco y el planeta giran: se unen al disco. Cuanto mayor sea su masa, más escombros eliminados por nuevos asteroides puede capturar. Debido a más y más colisiones, los escombros viejos en el disco pierden energía y velocidad, se vuelve más fácil para ellos "pegarse" al impactar,sin esparcirse después de la colisión. Entonces, un gran satélite comienza a formarse en el disco.
En tal escenario, ni la Tierra ni los escombros derribados se calientan a miles de grados, es decir, el agua de la tierra no se evapora ni en los océanos terrestres ni como parte de la luna. Y los isótopos en sus rocas sólidas coinciden, porque resulta que Selene surgió principalmente de los escombros de la tierra.
También resulta fácil comprender el origen de los mares lunares en la parte de la Luna que mira hacia la Tierra (hace unos 3-4 mil millones de años, la lava se vertió sobre la superficie de la Luna y, solidificada, formó mares oscuros que cubrían el 16% de la superficie lunar y se ubicaban en el lado visible de la Luna). Si la Luna "intercepta" todos los escombros derribados por los asteroides de la Tierra, entonces debería "atraparlos" con el lado hacia la Tierra. Por lo tanto, hay muchos menos mares lunares en el lado de las sombras del satélite.
Como suele ocurrir con las hipótesis en nuestro tiempo, varios grupos científicos pueden hacer el mismo descubrimiento, porque hay muchos artículos en revistas revisadas por pares y no todos los científicos tienen tiempo suficiente para leerlos. Las conclusiones de Gorkavy fueron "redescubiertas" en 2014 por un grupo de astrónomos de Moscú, y en 2015 por uno israelí. Hasta ahora, esta hipótesis no es aceptada solo en Estados Unidos, sin embargo, es solo cuestión de tiempo. Las contradicciones de la hipótesis del mega impacto son insolubles, mientras que la nueva aún no muestra contradicciones con la realidad observada.
Cómo la nueva teoría cambiará la práctica de estudiar y explorar la luna
Si la Luna se formó a partir de material terrestre, debe haber elementos ligeros en ella. El agua de la superficie pronto se evaporó, pero no hay sol en las zonas circumpolares (especialmente en los cráteres). Los datos de radar apoyan esta hipótesis. Esto significa que los acontecimientos que parecen haber ocurrido hace miles de millones de años son de vital importancia en la actualidad. Si el agua lunar fuera producto de los cometas, sería escasa y difícilmente se conservaría en forma de cantidades notables de hielo puro.
Entradas a tubos de lava, dentro de los cuales puede haber mucha agua helada.
Lo importante es que, además de los cráteres circumpolares, hay otros lugares del planeta donde es posible la presencia de elementos ligeros: los tubos de lava. En condiciones de baja gravedad lunar, estas cuevas volcánicas tienen un diámetro de hasta cientos de metros y su longitud se mide en kilómetros. Una capa de suelo de 10 metros protege completamente el interior de las cuevas de la radiación cósmica, y la temperatura en ellas es siempre estable. Los investigadores estadounidenses sugieren que allí, como en varios tubos de lava de la Tierra, puede haber agua helada pura. Hay muchas entradas a los tubos de lava lunares (en la foto de arriba). No hay mejor lugar para una base de investigación lunar.
Cráter en el Mar de la Tranquilidad (Mare Tranquillitatis).
A la luz de los nuevos datos, es necesario explorar la Luna no en latitudes bajas, como hicieron los estadounidenses en los años 60-70, sino en lugares completamente diferentes, más cerca de los polos. Es allí, por cierto, como es fácil convencerse, que los indios y otros nuevos participantes en la carrera lunar están enviando sus vehículos. En cualquier intento de crear una base lunar, el hielo de agua será un recurso valioso. Además, en la zona casi polar de la Luna, la luz solar brilla en algunos lugares durante más del 95% de la duración del año. Esto simplificará aún más la base. Está claro que nadie declarará las piezas del satélite como propiedad del estado terrestre, pero, como ocurre con las bases árticas, quien sea el primero en afianzarse en un lugar favorable tendrá grandes ventajas en el estudio de la luna.
Entonces, la teoría estadounidense de la formación de la Luna durante una colisión interplanetaria afirma que Selena es un trozo de piedra seco, donde hay poca agua y es solo aluvial. El ruso y más tarde israelí postulan que el satélite de la Tierra surgió de muchos impactos de pequeños asteroides y por lo tanto es rico en agua. Aquel que sea el primero en descubrir cuál de las teorías es la correcta obtendrá una gran ventaja en el desarrollo del agua lunar. Es ella quien se convertirá en un recurso clave, sin el cual no es posible ni la base lunar en particular, ni un estudio detallado de la Luna en general.
