Алим Войцеховский - Тайны Луны

В тоже время для определения положения аппарата в пространстве учитывают как собственную скорость движения Земли, так и скорость земного центра относительно барицентра, то есть общего центра масс двух небесных тел — Земли и Луны. Выделение этого последнего компонента в результате совместной обработки траекторных и астрономических данных и позволяет оценить относительную массу Луны. Подобные практические определения проводились неоднократно во время полетов космических аппаратов как непосредственно к Луне, так и в дальний космос.

По возмущениям траекторий космических аппаратов, движущихся в сфере притяжения Луны, можно также найти величину произведения постоянного тяготения (G = 6,672 × 10 -23км 3/с 2г) на лунную массу, а затем вычислить и саму массу Луны. В качестве эфемеридной величины отношений массы Земли и Луны в 1976 году Международным астрономическим союзом было принято значение 81,3008 для системы астрономических постоянных. Эта величина соответствует среднему значению большой полуоси эллипса барицентрической орбиты центра массы Земли, равной 4670 километрам, то есть барицентр расположен внутри земного шара. При массе Земли, равной 5,974 × 10 27граммов, масса нашего спутника Луны составляет 7,345 × 10 25граммов.

Современные сведения о внутреннем строении Луны получены в процессе исследований ее гравитационного паля, сейсмичности и теплового потока, исходящего из лунных недр. В результате облета Луны космическими аппаратами ученые обнаружили подповерхностные избыточные массы — масконы (сокращение от английских слов «mass concentration» — «концентрация массы»).

В этой связи вспоминается случай, происшедший с американским космическим кораблем «Аполлон-10». Он уже совершил более 30 оборотов вокруг Луны, и два его астронавта уже готовились к посадке на Луну, когда отстыкованный посадочный модуль начал сильно раскачиваться. Это вынудило руководителей полета отменить запланированную посадку А позже выяснилось, что причиной резких гравитационных аномалий были лунные масконы.

Как правило, селенографическое положение масконов совпадаете круговыми лунными «морями». Однако, к сожалению, природа масконов в настоящее время еще недостаточно ясна. В частности, существует предположение, что каждый маскон представляет собой астероидное тело (по всей видимости, крупного железного метеорита), мощный удар которого явился причиной образования «моря». Возможно также, что масконы указывают на заполнение бассейнов «морей» лавами высокой плотности или, наконец, что масконы представляют собой своеобразные скопления тяжелых минералов. Природа масконов может быть выяснена лишь после получения дополнительной информации, так как высказанные выше гипотезы представляются достаточно спорными.

Построить вертикальный разрез Луны позволяют сейсмические исследования, согласно которым недра Луны, как и недра Земли, имеют зонально-оболочечное строение. При среднем радиусе Луны 1738 километров толщина ее материковой коры на обращенной к Земле стороне составляет около 60 километров, а на обратной — около 100 километров. Мощность морских базальтов, перекрывающих материковую кору, в разных местах различна и, вероятней всего, колеблется от 1,5 километра (район Тавр-Литтр) до 15–20 километров (район Моря Ясности).

Под корой до глубины 300 километров располагается лунная верхняя мантия. Слой от 300 до 900 километров глубины представляет собой среднюю мантию, за которой идет нижняя мантия. Нижняя граница мантии расположена на глубине около 1000 километров. В этой области локализуются источники «лунотрясений», мощность которых, как правило, невелика. «Лунотрясения» происходят каждый раз, когда Луна находится в перигее иди апогее своей орбиты. Кроме того, зарегистрирован еще 207-дневный, совпадающий с периодом возмущений Солнца цикл «лунотрясений», которые происходят относительно часто (600—3000 в год).

Как оказалось, сейсмические колебания, порожденные падением на лунную поверхность метеоритов и лунных отсеков кораблей «Аполлон», поглощаются в центральной области Луны. В связи с этим можно утверждать, что ее ядро частично расплавлено. Оно имеет около 350 километров в диаметре и вряд ли состоит из железа, так как вблизи Луны не замечено никаких возмущений в потоке солнечной плазмы, Следовательно, можно говорить лишь о силикатном, частично расплавленном ядре. По некоторым предварительным оценкам, температура его достигает 1500 °C.

Луна не является холодным безжизненным телом и в настоящее время В ее глубинах теплится жизнь. Теплый поток, исходящий из недр Луны, составляет около 1/3 теплового потока, поступающего из недр Земли. Средняя температура за цикл лунного дня и ночи на глубине 30 сантиметров от поверхности Луны практически постоянна и составляет около — 10 °C Температура в лунных недрах сначала очень быстро растет с глубиной (от 0 °C до 830 °C на 200-метровой глубине), а затем изменяется довольно медленно, достигая, как уже отмечалось, 1500 °C на глубине 1000 километров. В связи с этим можно предположить, что сегодняшний тепловой поток из недр Луны создается радиоактивными изотопами.

Измерения параметров орбит искусственных спутников Луны помогли воссоздать структуру лунного гравитационного поля, которое, как выше отмечалось, отличается от сферического. Оно сплюснуто у полюсов, сильно вытянуто над обратным полушарием Луны и слегка над северной частью ее видимого полушария. Результаты исследований свидетельствуют о том, что такие гравитационные аномалии вызываются наличием на Луне масконов…

Что касается магнитного поля Луны, то, по оценкам ученых, оно весьма слабое и составляет примерно 0,1 процента магнитного поля Земли.

Кстати, первые данные о существовании этого поля поступили с советской космической станции «Луна-2», а портативный магнитометр американского космического корабля «Аполлон-16» зафиксировал напряженность до величины 327 гамм, то есть на два порядка больше, чем это ожидалось по результатам измерений с окололунных орбит.

Несмотря на это, высокую напряженность магнитного поля объясняют остаточным магнетизмом лунной коры. Согласно гипотезе американского ученого Г. Юри, наша Луна когда-то имела сильное магнитное поле, которое впоследствии утратила в результате резких внутренних термических изменений.

Действительно, исследования Луны показывают, что остывание и кристаллизация ее пород происходили в магнитном поле, напряженность которого могла достигать максимального значения, равного 3 тысячам гамм (кстати, напряженность магнитного поля Земли на экваторе в настоящее время составляет 31 тысячу гамм).