Оригинал материала
Лев Зелёный: «Нам нельзя медлить в освоении Луны»
Планами и мечтами об освоении Луны с ТрВ-Наука поделился академик РАН, директор Института космических исследований РАН Лев Зелёный. Беседовала Наталия Демина.
— Расскажите, пожалуйста, чем интересен проект «Луна-25»?
— На недавно завершившейся в Жуковском выставке МАКС-2017 в павильоне «Роскомос» было выставлено рядом два интересных экспоната: советский проект «Луна-24» 1976-го и будущий российский — «Луна-25».
Проект «Луна-24» был очень успешным. Он обеспечил доставку грунта Луны на Землю. Всего в Советском Союзе было три таких доставки — «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24». За десять лет только по лунной программе было 24 миссии СССР на Луну. Не все, правда, успешные, — некоторые разбились или промахнулись… Существовала еще отдельная программа «Зонд» по подготовке пилотируемой советской экспедиции на Луну. Тоже тогда не сбылось, думаю, в связи с неожиданным уходом из жизни Сергея Павловича Королёва…
Первый в истории современной России проект «Луна-25» очень сильно отличается от проектов советского времени. И разница в том, что на новом этапе наших исследований мы будем изучать не экваториальную Луну, о которой мы уже кое-что знаем, благодаря советским аппаратам и американскими астронавтам, а полярную Луну, на которой никто никогда еще не был. Называя новый проект «Луной-25», мы хотим показать, что стоим на «плечах» гигантов советского времени и ведем нумерацию соответственно от «Луны-24».
— А почему такой большой перерыв между «Луной-24» и «Луной-25»?
— Перерыв вызван тем, что советско-американская космическая гонка завершилась. Американские астронавты несколько раз побывали на Луне и успешно работали там, отечественные автоматические станции обеспечили несколько доставок на Землю лунного грунта, по Луне долго колесили и отлично поработали два советских лунохода. В музее Института космических исследований можно увидеть наш «лунный ровер» — он выглядит, как большой джип. Трудно представить, как удалось в то время доставить такую махину и мягко посадить ее на лунную поверхность.
Был подготовлен третий, совершенно потрясающий луноход, на голову выше, чем предыдущие, его тоже должны были послать на Луну, но Брежнев уже потерял к ней политический интерес… К тому времени было уже шесть экспедиций «Аполлонов». Лунную программу остановили и решили развивать околоземную космонавтику.
Появилась станция «Мир», было проведено много экспериментов по изучению Земли, ее климата, закончилась космическая гонка, появилась Международная космическая станция. Со времени последнего советского лунохода мы узнали о Луне много нового, постепенно она вновь начала вызывать интерес как у исследователей, так и у политиков.
За эти годы ученые обнаружили, что полярные области Луны довольно сильно отличаются от экваториальных. Собственно, так же, как отличаются Сахара и Антарктида на Земле. У полярных областей Луны есть интересные особенности, связанные и с тепловым режимом, и с отражением солнечного света.
В ИКИ РАН был подготовлен эксперимент LEND, уже много лет проводящийся на американском спутнике Луны LRO (Lunar Reconaissance Orbiter). В эксперименте изучается поглощение нейтронов, которые индуцируются в поверхностном слое космическими лучами. Было показано, что под поверхностью Луны, где-то на глубине по крайней мере около 1,5–2 м, находится вещество, содержащее водород и рассеивающее нейтроны. По разным свидетельствам, там, скорее всего, находится водяной лед.
И мы видим, что Луна не какое-то сухое, безжизненное, мертвое небесное тело, как нам представлялось раньше, — она довольно влажная, по крайней мере в полярных областях. Недавно в New Scientist я увидел статью: после нового, более тщательного анализа включения воды были обнаружены даже в образцах грунта, привезенных астронавтами США из экваториальной области Луны.
— Эта вода никак не может быть земного происхождения?
— Об этом и идет спор. Это всё зависит от того, как Луна образовалась. Есть модель образования Луны, связанная с мегаимпактом. По этой гипотезе, в первый миллиард лет своей истории Земля столкнулась с протопланетой Тея, та срезала верхний слой Земли. Всё это, естественно, при столкновении расплавилось, и из таких ошметков, содранных с Земли и Теи, получилась Луна. Сначала она вращалась близко около Земли, потом, постепенно остывая за счет приливных сил, отдалялась всё дальше и дальше и в конце концов за счет приливного торможения стала вращаться так, что всё время смотрит на Землю одной своей стороной.
По другой гипотезе, Земля и Луна образовались вместе, как образуются двойные звезды. И сейчас вокруг этих двух теорий идут споры, так что наличие воды очень важно для разрешения загадки появления нашего спутника.
Вода интересна еще и потому, что земляне думают не только о проведении научных исследований, но и о том, как в будущем они будут осваивать Луну. Если из грунта можно будет извлекать даже малое количество воды, то это даст хорошую основу для создания земных колоний. «Луна-25» — первый аппарат, который нацелен на исследование ранее не изучавшихся полярных областей Луны.
— А на них никто больше не претендует? Например, Китай?
— Действительно, в декабре 2017 года к Луне полетит китайская миссия, но пока китайцы хотят повторить то, что сделала «Луна-24» в 1976 году. Однако китайская космическая программа очень быстро развивается, и, если мы будем, как обычно, долго запрягать и медлить, китайские коллеги всё могут сделать быстрее нас. Мы пока о Луне только разговариваем. В принципе, проект «Луна-25» должен был осуществиться в 2014–2015 годах, а теперь мы надеемся, что он полетит хотя бы в 2019-м.
— Всё уже готово?
— Нет, не всё готово. Мы работаем над приборами, и еще полностью не готов спускаемый аппарат. Парадокс еще и в том, что к 1976 году мы научились успешно сажать аппараты на Луну и возвращать грунт назад, а сейчас всему этому надо заново учиться. Как мы знаем, лунные успехи СССР дались ему большой кровью. Много аппаратов разбилось.
— Я читала дневники генерала Каманина, как мы безуспешно пытались догнать США в лунной гонке в конце 1960-х — начале 1970-х, но нас часто преследовали неудачи.
— Было отправлено 24 аппарата, и я сейчас, к сожалению, точно не помню, какой процент — может быть треть, может быть немного больше — был неудачным. Страна не жалела на космос денег, один проект следовал за другим. Советский Союз первым сфотографировал обратную сторону Луны, потом было два лунохода, три доставки грунта, шаг за шагом накапливались опыт и знания (см. подробнее в таблице, составленной В. Сурдиным для его книги «Путешествия к Луне» [1]. — Прим. ТрВ-Наука) . Но сейчас мы должны не только всё это повторить; ставится гораздо более сложная задача, потому что мы собираемся садиться не в центральных, а в полярных частях Луны, и там баллистика сложнее, там сложнее сесть.
Кроме того, наша задача — исследовать не только сам лунный грунт, так называемый реголит (что делалось и раньше), но и летучие включения в нем, в частности воду и, как мы надеемся, обнаружить какие-то органические вещества.
На этом рисунке довольно масштабно показаны планы России по освоению Луны. Сначала будет «Луна-25», потом орбитальный аппарат «Луна-26». Он будет исследовать Луну с орбиты. Планируется, что основной миссией станет «Луна-27», которую мы разрабатываем совместно с Европейским космическим агентством (ESA).
Россия делает сам аппарат, а ESA поставит на него бурильную установку, разработанную для другого нашего совместного проекта — «ЭкзоМарс». Мы хотим исследовать поверхностные слои полярной Луны, которые содержат какие-то водяные включения, где-то на 1,5 м, взять пробы и провести их анализ. Обычно при бурении бур нагревается, но в данном случае этого нужно избежать. Ведь самое интересное не сам лунный грунт, а включения в нем: если нагреть водяной лед, то он просто легко испарится в вакууме. Поэтому будет использован криогенный метод бурения.
В воде могут оказаться различные дополнительные включения, органические молекулы. Из самой распространенной модели появления летучих веществ на Луне следует, что воду на Луну могли принести кометы или, быть может, метеоры. Фактически различные космические тела, содержащие воду, бомбардировали Луну в течение 4 млрд лет, и за это время там вблизи поверхности должно было накопиться достаточно много летучих материалов. Кометы считаются переносчиками спор жизни, за ними гоняются. У вас в газете были статьи про комету Чурюмова — Герасименко [2–4].
— И интервью с Климом Ивановичем… Я была в Московском планетарии на лекции Чурюмова про комету, а буквально через несколько дней он умер…
— Да, мне тоже посчастливилось побывать на этой лекции. Клим Иванович был замечательным ученым и очень ярким человеком.
Среди научных проектов, которые России удалось с успехом осуществить, как раз был международный проект исследования кометы Галлея, называвшийся «Вега»… Клим Иванович был одним из главных специалистов по наземной поддержке спутниковой программы, в эти годы я и познакомился с ним.
Но ведь и проекте «Вега», и в проекте «Розетта» (исследование кометы Чурюмова — Герасименко) космические аппараты гонялись за кометами, чтобы «ухватить» кометное вещество, в частности органику, которая там заведомо есть. А на Луне мы не торопясь можем собрать немало таких материалов, что природа миллиарды лет хранит для нас, как будто в холодильнике.
Наша лунная программа будет с каждым шагом усложняться. Если в рамках проекта «Луна-27» планируется исследовать найденные вещества бортовыми масс-спектрометрами, то уже через несколько лет мы надеемся проанализировать материалы с Луны самыми совершенными масс-спектрометрическими методами в лабораториях на Земле. Это будет грунт со всеми включениями летучих веществ.
Мы также задумываемся о больших тяжелых роверах и вместе с Институтом геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН обсуждаем будущий геологический луноход. И конечно, лунная программа будет продолжаться и дальше — должен начаться ее пилотируемый этап, для которого наши автоматические миссии — в дополнение к чисто научным исследованиям — ведут, так сказать, разведку на местности.
— Как раз хотела спросить: когда-нибудь российский человек ступит на Луну?
— В России сейчас обсуждаются планы по созданию сверхтяжелых ракет, которые смогут доставить туда космонавтов, но надо понять, что же космонавтам, собственно, там делать и какие риски их могут ожидать.
При всей внешней безобидности пыль на Луне очень токсична. На Земле частицы пыли гладенькие, а на Луне они — как маленькие серпы с острыми краями. Такая пыль, если попадет в легкие, представляет очень большую опасность. В последнем номере «Земли и Вселенной» вышла наша большая научно-популярная статья, написанная вместе с биологами, про лунную пыль и, в частности, ее токсичность.
В наших лунных посадочных аппаратах есть специальные приборы для исследования лунной пыли. Это очень неприятный фактор, причем за счет излучения Солнца, за счет фотоэффекта, она электризуется, отталкивается от так же заряжающейся поверхности и висит (левитирует) этаким облаком над поверхностью Луны. Астронавты видели эту «левитирующую» пыль, рассеивающую солнечный свет. Мы пока мало про нее знаем, и это такой фактор, который надо изучить, прежде чем туда полетят люди, чтобы создавать лунные базы.
— Как Вы объясняете тот факт, что до сих пор значительная часть людей, в том числе в России, считает, что американцы не были на Луне? Недавно в «Фейсбуке» после статьи Виталия Егорова о полетах американцев невероятное количество людей, сотни человек, оставили сообщения типа «Всё это миф. Режиссер Кубрик же подтвердил, что всё это снимали в студии».
— Если кто-то берется утверждать, что американцев на Луне не было, то он должен заявить, что не было и советских лунных миссий. Ведь американские астронавты привезли лунное вещество. Они привезли в общей сложности около 300 кг. Три советские экспедиции доставили примерно 300 г. Казалось бы, это качественно несопоставимые количества, но на самом деле, с точки зрения космохимии, эти результаты сравнимы, потому что для анализов достаточно десятков миллиграммов вещества.
Естественно, мы обменивались с американцами некоторыми сведениями и видели, что полученные результаты соотносятся друг с другом. Всё это привезенное вещество нельзя сфальсифицировать или искусственно приготовить на Земле. Можно привести еще сотню доказательств, что полеты на Луну были, но не думаю, что читателей ТрВ-Наука нужно в этом убеждать.
— К сожалению, кажется, что такие вещи надо повторять в российских СМИ вновь и вновь. Один из озвученных доводов сторонников мифа «их на Луне не было» такой: «Почему же за сорок с лишним лет ни Россия, ни США больше не были на Луне?» Почему обе державы потеряли к ней интерес?
— Потому что космос необъятен и в нем столько всего интересного! Мы переключились на исследования Марса, Венеры, комет, околоземную космонавтику. Американцы добились великолепных результатов в исследованиях больших планет. Были прекрасные мощные проекты по Юпитеру, Сатурну. Сейчас коллеги исследуют Плутон и тела из пояса астероидов. Готовятся экспедиции к Галилеевым спутникам Юпитера (Европе и Ганимеду).
Невозможно ведь заниматься сразу всем. Наука развивается по спирали — какой-то ее виток с Луной мы прошли в 1960–1970-е годы, теперь готовимся подняться на новый виток и посмотреть на ту же Луну уже другими глазами. С того момента и приборы и техника прогрессировали очень сильно. Ракеты за эти годы не так сильно изменились, и сколько полезной нагрузки они тогда поднимали, примерно столько же выводят на орбиту и сейчас, но с теми же 30 кг научной аппаратуры сейчас можно сделать на порядок больше, чем 40 лет назад!
— Давайте помечтаем. Допустим, у человечества будут необходимые ресурсы и возможности строить колонии на Луне. Она будет осваиваться также, как Антарктида, на равных паритетных условиях? Есть ли какое-то законодательство по освоению Луны?
— Это очень хороший вопрос. Существует космическое право. Когда-то в совете «Интеркосмос» при Академии наук профессор Верещагин занимался всеми этими вопросами, в том числе вопросами собственности на Луне.
Сейчас же эта тема брошена на самотек, по крайней мере с нашей стороны.
Да, Луна имеет примерно такой же правовой статус, как Антарктида. Но там не так много хороших мест для создания баз. Колонию нужно создавать там, где под поверхностью есть вода. При посадке нужно учесть много факторов; нужен достаточно ровный рельеф, ведь среди гор аппарат просто опрокинется. С выбранной точки должна быть видна Земля, там должно быть хорошее освещение. Солнце вблизи полюсов есть не всегда, под ногами должна быть вечная мерзлота, и если все эти факторы перемножить, то подходящих мест оказывается не очень много.
На Луне будет действовать тот же принцип, что действовал при освоении новых пространств на Земле: т. е. если кто-то первым застолбил участок, то его уже оттуда не выгонишь. Никто с этим спорить не будет, здесь как в ресторане — first come, first served.
Мы не должны медлить в освоении Луны, ведь для землян Луна не просто еще один интересный объект для научных исследований, а уникальный, данный самой природой полигон для дальнейшего освоения космического пространства. В РАН и в Роскосмосе мы разрабатываем программу по освоению Луны, но это уже история не завтрашнего дня, а послезавтрашнего. Мы думаем о широкой программе исследований на Луне. Это могут быть и астрофизические исследования, и исследования истории формирования самой Луны, и вопросы происхождения жизни.
Пока понятно, что при современных технологиях люди на Луне будут подвергаться большому риску, оставаясь там надолго. Ведь магнитного поля там нет, атмосферы нет. Для человека это всё минусы, а для научных исследований — плюсы, ведь там нет облаков, прекрасный астроклимат. Можно вести оптические астрономические наблюдения, только научиться бороться с пылью, чтобы не испортила объективы.
Мы сейчас планируем исследования в области рентгеновской астрономии. В сентябре 2018 года предстоит вывести на орбиту аппарат «Спектр-Рентген-Гамма» для изучения самого высокоэнергичного излучения в рентгеновском и гамма-диапазонах. До Земли эти излучения, к счастью, не доходят, их поглощает земная атмосфера. Их можно изучать только за ее пределами — со спутников.
И Луна для таких исследований предоставляет неограниченные возможности. Там можно установить большие детекторы, их только надо туда доставить. Для радиоастрономии Луна, где практически отсутствует «радио-спам», создаваемый на Земле миллионами радио- и телепередатчиков, тоже «благословенное» электромагнитно чистое место.
Космические лучи — «странники Вселенной» (как их называет Михаил Панасюк) — очень важные частицы, несущие информацию о процессах ускорения в самых экстремальных процессах, происходящих в нашей Вселенной (например, во вспышках сверхновых). На Земле их тоже сложно изучать, но они взаимодействуют с земной атмосферой, создают широкие атмосферные ливни, целые каскады вторичных энергичных частиц, которые мы уже можем наблюдать. Влияет на такие частицы и достаточно сильное земное магнитное поле. На Луне, где нет ни атмосферы, ни магнитного поля, создаются практически идеальные условия для подобных исследований.
Получается, что Луна — уникальное место для создания международной астрофизической обсерватории. И роль космонавтов, по нашему мнению, будет заключаться в поддержании работоспособности этой обсерватории: настройке и ремонте научного оборудования, установке новых приборов и т. д. Существует много задач, где без присутствия человека невозможно обойтись. Но такую работу можно, конечно, вести вахтовым методом.
Постоянное присутствие человека на Луне, по-видимому, не нужно. Во время экспедиций космонавты, скорее всего, будут жить где-то под поверхностью Луны, чтобы уменьшить риски радиационного облучения для здоровья.
— Когда всё это станет возможным?
— Я думаю, что этот проект начнет разворачиваться где-то в 2030-х годах.
— В тридцатых? Так быстро?
— Он будет идти постепенно. Весьма вероятно, что очень активную роль в освоении Луны будет играть Китай. По крайней мере, в XXI веке пока только китайцы посадили на Луну своего «Нефритового зайца». Китайцы очень активно занялись Луной. Я был недавно в Гонконге, там идет работа над сложным устройством для забора грунта. Как я уже говорил, в планах у КНР — доставка лунного грунта на Землю, то, что «Луна-24» сделала в 1976 году. Китайцы отнеслись к этому проекту всерьез, будут задействованы разные способы забора грунта.
С нами они в этом не конкурируют, потому что мы хотим изучать полярные области, а они — экваториальные, но, в принципе, следующий пилотируемый этап в Китае уже официально объявлен. Они очень быстро продвигаются — как и в советское время, решающей здесь, помимо таланта ученых, является политическая воля руководства страны. Я думаю, что пилотируемые полеты в наших странах начнутся уже в конце следующего десятилетия, к концу 2020-х годов.
— А не сто́ит ли создавать колонию на Луне в экваториальной зоне?
— Нет, как раз лучше в полярных областях, где под поверхностью есть хоть какое-то количество воды. Удивительно, что и на Меркурии, совсем рядом с Солнцем, в его полярных шапках, тоже есть запасы водяного льда. Уже хорошо известно и о запасах льда вблизи марсианских полюсов. Вода действительно очень распространенное вещество в Солнечной системе.
— Последний вопрос. Вы как-то прокомментируете будущие выборы президента Академии?
— Вы знаете, Рэй Брэдбери говорил: «Нет ничего сложнее, чем предсказывать, особенно предсказывать будущее». Наше Отделение физических наук выдвинуло Александра Сергеева. Это мой коллега, я знаю его много лет и как блестящего ученого, и как умелого и опытного организатора. Конечно, мы надеемся, что он будет избран.
Я уверен, что Сергеев сумеет четко провести корабль РАН через лежащие перед нами рифы и водовороты. Есть пока только одна проблема: его знают не во всех отделениях Академии. Но он очень активно выступает в СМИ (в том числе и вашем ТрВ-Наука). Мне кажется, что он на правильном пути. В конце августа должна быть опубликована его яркая и убедительная программа.
— А как Вы оцениваете шансы других кандидатов? Кто окажется в «тройке»?
— Не знаю, у каждого есть плюсы. Вы читали «Женитьбу» Гоголя? Если бы один пункт от одного кандидата, один от другого, всё собрать, то получится идеальный кандидат. Но у каждого своя программа, каждый своим силен.
— Спасибо за интервью!
Лев Зелёный
Беседовала Наталия Демина
1. Таблица лунных миссий из книги В. Сурдина «Путешествия к Луне» — http://trv-science.ru/uploads/Surdin_lunar_missions.pdf
2. http://trv-science.ru/2014/05/20/pojjmat-kometu/
3. http://trv-science.ru/2014/12/23/pervye-rezultaty-missii-rosetta/