Waarom het succes van de verkenning van de maan rechtstreeks afhangt van de "strijd van hypothesen" over de oorsprong ervan
Onder de theorieën over de oorsprong van Selena is er al heel lang een serieuze strijd: Amerikaanse wetenschappers geloven dat ze van de aarde is "uitgeschakeld" door de klap van een oude dode planeet, en hun collega's uit Rusland en Israël - dat er geen eschatologische botsingen van planeten waren. Hoe aardbewoners de maan zullen verkennen, hangt af van wie van hen gelijk heeft.
Op het eerste gezicht is de drukte rond de satelliet van de aarde mysterieus. Enerzijds heeft de kolonisatie van de maan nauwelijks zin: haar oppervlakte (ongeveer 1/14 van de oppervlakte van de aarde) is ongeveer gelijk aan de oppervlakte van de tropische en arctische woestijnen van de aarde; ondertussen worden zelfs aardse woestijnen zeer langzaam onder de knie, en zal de ontwikkeling van de maan een orde van grootte meer kosten. De mening van enthousiastelingen dat er helium-3 aanwezig is en dat het een waardige reden is voor de verkenning van de maan is in tegenspraak met het bekende feit: zelfs voor deuterium is er nog geen energetisch gunstige thermonucleaire reactie bereikt, terwijl de ontbranding van helium-3 een orde van grootte zwaarder is en daarbuiten ligt. voorzienbare toekomst van de mensheid. Aan de andere kant plant de ene macht na de andere dit jaar nieuwe landingen op de maan. De vraag is: waarom?
Het juiste antwoord op deze vraag is simpel: een ras van wetenschappelijke en hulpbronnen wordt "gemengd" met het ras van prestige. Als de niet-Amerikaanse hypothesen over de oorsprong van de aardse satelliet kloppen, is daar veel water en in een vorm van waterijs die geschikt is voor ontwikkeling. In aanwezigheid van water kunnen landgewassen worden verbouwd op de maanregoliet - dergelijke experimenten zijn al met succes uitgevoerd. Met water en voedsel, evenals met een zuurstofbron, zal het veel, veel gemakkelijker en goedkoper zijn om de maan te bestuderen en te beheersen dan in het geval dat alles van de aarde moet worden vervoerd. We benadrukken dat de fundering van de basis geen kolonisatie betekent. De Arctische eilanden en Antarctica kunnen niet dichtbevolkt zijn, maar er zijn wel bases. Ze zijn nodig voor onderzoek, militaire en logistieke redenen. De maan heeft zes keer minder zwaartekracht dan de aarde. Dit betekent dat het gemakkelijker is (je hebt tien keer minder brandstof nodig) om de brandstof en oxidatiemiddel op te tillen,verkregen uit hetzelfde water - bijvoorbeeld voor het bijtanken van schepen die naar Mars vliegen. Maar om te beginnen met het plannen van maanbases, moet je eerst weten: wie heeft er gelijk? Is de maan echt droog?
Megawar: hoe het idee ontstond dat de aarde in botsing kwam met een andere planeet
Het is de moeite waard om naar het zonnestelsel te kijken zoals het in 1975 bekend was, toen de Amerikanen Hartman en Davis de theorie van de aardbotsing van de aarde-Theia formuleerden. In dat verre jaar was Charon nog niet ontdekt en waren er precies twee soorten satellieten bekend in het hele zonnestelsel: degenen die radicaal kleiner zijn dan hun planeten (Phobos en Deimos, satellieten van de reuzenplaneten), en de maan. Ze was op dat moment de enige bekende satelliet, waarvan de massa meer dan een procent van de massa van haar planeet bedroeg.
De ongebruikelijke aard van deze satelliet vereiste ook een onconventionele theorie over zijn oorsprong, vooral omdat de onhandige voorgangershypothesen, zoals de scheiding van een stuk van de aarde onder de vermeende werking van zijn vroegere snelle rotatie (de hypothese van Darwin, zoon van Charles Darwin), enigszins naïef waren en gemakkelijk weerlegd. Deze en soortgelijke hypothesen verklaarden slecht het feit dat de ijzeren kern van de maan klein is in vergelijking met de aarde, en dat er geen water is (zoals toen werd aangenomen).
Promotie video:
In feite was in die tijd al water in het maangesteente ontdekt: de Apollo bracht de grond naar de aarde, waar in de jaren 60 water werd gevonden. Maar het werd toegeschreven aan terrestrische vervuiling of meteorieten. Direct bewijs van ionendetectoren die water in de buurt van de Apollo detecteerden, werd ook toegeschreven aan aardse vervuiling. In de maangeologie werd een fenomeen geactiveerd dat vaker aan de geesteswetenschappen wordt toegeschreven - wetenschappers verwierpen empirische feiten, omdat ze niet pasten bij de toen bestaande theorieën over de oorsprong van Selena: in al deze theorieën smolt het eerst, dat wil zeggen, het moest water verliezen. De wetenschap van die tijd ging ervan uit dat er maar één variant was van water dat de maan raakt - met kometen. Maar in kometenwater is de verhouding van deuterium tot waterstof anders, en in water dat door de Amerikanen op de maan werd gevonden, was de verhouding van deze waterstofisotopen hetzelfde als op aarde. De theorie van die tijd stond dit niet toe,waarom alles werd toegeschreven aan "aardevervuiling", en Selena werd volledig waterloos verklaard.
Andere kenmerken van de maanbodem door terrestrische vervuiling konden echter niet worden verklaard. Het gaat om een lager gehalte aan titanium en andere relatief zware elementen.
Botsing van de aarde met een andere planeet.
Het was toen, in 1975, dat de mega-impact-hypothese (mega-impact) in de VS werd geboren. Volgens het is de oude planeet Theia 4,5 miljard jaar geleden in botsing gekomen met de aarde en een superkrachtige inslag gooide een grote hoeveelheid materiaal van beide planeten de ruimte in. De maan is in de loop van de tijd uit het puin gevormd. De aardse satelliet werd niet "primair" (zoals bijvoorbeeld de satellieten van Jupiter), maar "secundair" verkregen, voortkomend uit de botsing van grote hemellichamen. De vraag werd weggenomen waarom de massa van Selena zo groot is in vergelijking met de massa van de aarde zelf - veel meer dan die van de satellieten van andere planeten van het zonnestelsel.
De Mega Impact verklaarde ook gemakkelijk waarom er weinig zware elementen op de maan waren (wat waar was) en helemaal geen water (wat na de Apollo-vluchten een hardnekkige onwetendheid van de feiten was). De bovenste lagen van de aarde bevatten weinig zware elementen - de meeste zinken naar de kern en de onderste lagen van magma. Toen de planeten met elkaar in botsing kwamen, had het puin tot duizenden graden moeten oplaaien. Al het water van hen zou verdampen en de ruimte in vliegen. Toen het afgekoelde puin de maan vormde, hadden ze nu helemaal droog moeten zijn.
Het lijkt erop dat iemand heeft gemist
De hypothese zag er drie hele jaren prima uit. Maar al in 1978 werd Charon, een satelliet van Pluto, ontdekt. Als de maan 80 keer minder zwaar is dan de aarde, dan is Charon slechts negen keer lichter dan Pluto. Het bleek dat er niets unieks is aan het uiterlijk van de maan. Een natuurlijke vraag rees: hoe is dit mogelijk, aangezien de botsing van grote planeten zoals Theia en de aarde een zeldzame gebeurtenis moet zijn?
Het uitzicht van een kunstenaar op Charon vanaf het oppervlak van Pluto.
Nog ongemakkelijker was de analyse van maangesteenten in laboratoria en de eerste gegevens over meteorieten van buitenaardse oorsprong. Het bleek dat alleen de maan isotoop niet te onderscheiden is van de aarde, en dat alle andere planeten van het zonnestelsel duidelijk verschillend zijn. Hoe is dit gebeurd als Selena zogenaamd de substantie van een andere planeet bevat - de hypothetische oude Theia?
Om de tegenstrijdigheid te verklaren, werd de hypothese van de megaschok gewijzigd: de geboorteplaats van Teia werd beschouwd als … de baan van de aarde, daarom is de isotopensamenstelling van beide planeten hetzelfde. Naar verluidt hebben zich er tegelijkertijd twee planeten op gevormd, die vervolgens in botsing kwamen. Het was niet duidelijk waarom twee planeten in de baan van de aarde verschenen, en één tegelijk op de banen van andere planeten van het systeem.
Geologen voegden ook problemen toe. Een legitieme vraag rees: als de megabotsing van twee planeten de aarde en zijn puin verwarmde, waar kwam het water dan vandaan op de planeet? In alle opzichten had het moeten verdampen. De mega-impacttheorie was al enorm populair geworden, ze wilden er niet van af, dus werd het idee naar voren gebracht dat water later op aarde verscheen - het werd gebracht door kometen die miljarden jaren op de planeet vielen. Maar al snel werd ontdekt dat de verhouding van isotopen van waterstof en zuurstof in kometenwater heel anders is dan dezelfde verhouding in terrestrisch water. Water van asteroïden lijkt meer op elkaar, maar er zit heel weinig van op, dat wil zeggen dat ze niet de bron kunnen zijn van de oceanen van de aarde.
Eindelijk, in de 21e eeuw, begonnen sporen van water op de maan te worden gevonden. En toen de voorstanders van de megaschokhypothese suggereerden dat kometen dit water brachten, toonden Nederlandse geologen aan dat maangesteenten zich niet in hun huidige vorm hadden kunnen vormen zonder de aanwezigheid van water vanaf het allereerste begin van de vorming van de satelliet. De situatie werd verergerd door Russische astronomen: naar hun mening leidt een typische botsing van een komeet met de maan tot het vertrek van meer dan 95% van het water terug de ruimte in.
Het beste van alles was dat de situatie werd weerspiegeld in het artikel van 2013 met de veelzeggende kop "Impacttheorie is uitgeput".
Hoe de asteroïdehamer de maan bouwde
In 2007 werd het werk van de beroemde natuurkundige N. Gorkavy "The Formation of the Moon and Binary Asteroids" gepubliceerd, waaruit voor het eerst bleek dat het mechanisme van de vorming van de maan niet uniek is - integendeel, het gaf aanleiding tot een groot aantal satellieten in het zonnestelsel. Alleen deze satellieten werden voornamelijk gevormd in asteroïden, en niet in zwaardere planeten.
Het scenario voor het verschijnen van zowel asteroïde-satellieten als de maan is eenvoudig. De allereerste botsingen met asteroïden van 10-1000 kilometer groot vormen een ring van uitgeworpen puin rond de planeet, waarvan de snelheid hoger is dan de eerste kosmische (dat wil zeggen, ze kunnen niet snel terugvallen). Daaropvolgende asteroïde-aanvallen vergroten snel de massa van de schijf - het puin "onderschept" nieuw puin dat van de planeet vliegt. Degenen die in de richting tegengesteld aan de draairichting van de schijf en de planeet vlogen, van de botsing met het puin van de schijf, verliezen hun snelheid en vallen terug naar de planeet. Degenen die in dezelfde richting vliegen als de schijf en de planeet draaien - voegen zich bij de schijf. Hoe meer zijn massa, hoe meer puin dat door nieuwe asteroïden wordt weggeslagen, het kan vangen. Door steeds meer botsingen, verliezen oud puin in de schijf energie en snelheid, het wordt gemakkelijker voor ze om bij een botsing 'aan elkaar te plakken',zonder verstrooiing na botsing. Dus een grote satelliet begint zich in de schijf te vormen.
In een dergelijk scenario wordt noch de aarde, noch het uitgestoten puin tot duizenden graden warm, dat wil zeggen dat het water van de aarde niet wegkookt in de oceanen van de aarde of als onderdeel van de maan. En de isotopen in hun vaste gesteenten vallen samen, omdat Selene, zo blijkt, voornamelijk voortkwam uit het puin van de aarde.
Het wordt ook gemakkelijk om de oorsprong van de maanzeeën te begrijpen van het deel van de maan dat naar de aarde gericht is (ongeveer 3-4 miljard jaar geleden stroomde lava op het oppervlak van de maan en vormde bevroren donkere zeeën die 16% van het maanoppervlak bedekten en zich aan de zichtbare kant van de maan bevonden). Als de maan al het puin 'onderschept' dat door asteroïden uit de aarde wordt geslagen, dan zou hij ze moeten 'vangen' met de kant naar de aarde gericht. Daarom zijn er veel minder maanzeeën aan de schaduwzijde van de satelliet.
Zoals vaak het geval is met hypothesen in onze tijd, kunnen verschillende wetenschappelijke groepen dezelfde ontdekking doen, omdat er veel artikelen in peer-reviewed tijdschriften zijn en niet alle wetenschappers genoeg tijd hebben om ze te lezen. De conclusies van Gorkavy werden in 2014 "herontdekt" door een groep astronomen in Moskou en in 2015 door een Israëlische. Tot dusverre wordt deze hypothese niet alleen in de Verenigde Staten geaccepteerd, maar het is slechts een kwestie van tijd. De tegenstrijdigheden van de mega-impacthypothese zijn onoplosbaar, terwijl de nieuwe nog geen tegenstrijdigheden vertoont met de geobserveerde werkelijkheid.
Hoe de nieuwe theorie de praktijk van het bestuderen en verkennen van de maan zal veranderen
Als de maan is gevormd uit aards materiaal, moeten er lichte elementen op zijn. Water van het oppervlak verdampt snel, maar er is geen zon in de circumpolaire zones (vooral in kraters). Radardata ondersteunen deze hypothese. Dit betekent dat gebeurtenissen die miljarden jaren geleden lijken te zijn, vandaag de dag van vitaal belang zijn. Als maanwater een product van kometen was, zou het schaars zijn en het zou nauwelijks worden bewaard in de vorm van merkbare hoeveelheden puur ijs.
Ingangen naar lavabuizen, waarbinnen veel waterijs kan zijn.
Wat belangrijk is, naast circumpolaire kraters, zijn er andere plaatsen op de planeet waar de aanwezigheid van lichte elementen mogelijk is - lavabuizen. In omstandigheden met een lage zwaartekracht hebben dergelijke vulkanische grotten een diameter tot honderden meters, en hun lengte wordt gemeten in kilometers. Een laag aarde van 10 meter beschermt het interieur van de grotten volledig tegen kosmische straling en de temperatuur daarin is altijd stabiel. Amerikaanse onderzoekers suggereren dat daar, zoals in een aantal lavabuizen van de aarde, zuiver waterijs kan zijn. Er zijn veel ingangen naar de maanlavabuizen (hierboven afgebeeld). Er is geen betere plek voor een maanonderzoeksbasis.
Krater in de Sea of Tranquility (Mare Tranquillitatis).
In het licht van nieuwe gegevens is het nodig om de maan niet op lage breedtegraden te verkennen, zoals de Amerikanen deden in de jaren 60-70, maar op totaal andere plaatsen - dichter bij de polen. Het is trouwens daar, omdat het gemakkelijk te overtuigen is, dat indianen en andere nieuwe deelnemers aan de maanrace hun voertuigen sturen. Bij elke poging om een maanbasis te creëren, zal waterijs een waardevolle hulpbron zijn. Bovendien schijnt in de nabij-polaire zone van de maan het zonlicht op sommige plaatsen meer dan 95% van de duur van het jaar. Dit zal het baseren verder vereenvoudigen. Het is duidelijk dat niemand de onderdelen van de satelliet als eigendom van de aardse staat zal verklaren, maar net als bij de poolbases zal degene die als eerste voet aan de grond krijgt op een gunstige plaats grote voordelen hebben bij het bestuderen van de maan.
Dus de Amerikaanse theorie van de vorming van de maan tijdens een interplanetaire botsing beweert dat Selena een droog stuk steen is, waar weinig water is en alleen alluviaal is. De Russische en later Israëliërs stellen dat de satelliet van de aarde is ontstaan door vele inslagen van kleine asteroïden en daarom rijk is aan water. Degene die als eerste ontdekt welke van de theorieën juist is, krijgt een grote voorsprong in de ontwikkeling van maanwater. Zij is het die een belangrijke hulpbron zal worden, zonder welke noch de maanbasis in het bijzonder, noch een gedetailleerde studie van de maan in het algemeen mogelijk is.
