Космические исследования Луны и планет
#
С 21 по 26 августа 2009 г. в Казани в рамках конференции "Астрономия и всемирное наследие: через время и континенты", проводившейся под эгидой ЮНЕСКО, состоялся международный симпозиум "Луна, спутники планет и планеты: автоматизированное исследование и анализ" (председатель научного Оргкомитета академик М.Я. Маров). Симпозиум был посвящен современным исследованиям Солнечной системы и результатам полетов АМС. Работали две пленарные секции: "Планеты и спутники Солнечной системы" и "Луна: современные исследования и перспективы". В Симпозиуме приняли участие делегаты из восьми стран дальнего зарубежья, особенно представительными были делегации из Франции и Японии. Обсуждались достижения, проблемы и перспективы космических исследований Луны, Марса, Меркурия, Венеры, спутников Юпитера и Сатурна. Основное внимание уделялось изучению Луны и результатам миссий лунных АМС, состоявшихся в последние годы.
Работа Симпозиума была приурочена к 50-летию начала космических исследований Луны в
нашей стране. 2 января 1959 г. к Луне стартовала первая в мире АМС -"Луна-1", получившая название "Мечта". Вторая АМС, стартовавшая 14 сентября того же года, достигла поверхности Луны, доставив туда вымпелы. Через месяц "Луна-3" передала на Землю снимки обратной, невидимой с Земли стороны Луны (Земля и Вселенная, 2009, № 4). В 1966 г. впервые осуществлена мягкая посадка на лунную поверхность ("Луна-9") и выведен
на окололунную орбиту "Луна-10" - первый искусственный спутник Луны. Станции "Луна-16, -20 и -24" доставили на Землю образцы лунного грунта из нескольких районов Луны, а самоходные аппараты "Луноход-1 и -2" свыше полутора лет работали на лунной поверхности, собирая уникальный научный материал. Такие достижения, осуществленные под руководством нашего выдающегося конструктора Г.Н. Бабакина, остаются до сих пор непревзойденными.
.. —
Полярная область Луны. Изображение составлено из снимков японской ИСЛ "Кагуя". 2009 г. Фото JАХА.
© Маров М.Я., Нефедьев Ю.А., Гусев А.В.
53
На Симпозиуме обсуждались дальнейшие исследования Луны, в которых КГУ и Астрономическая обсерватория им. В.П. Энгельгардта играют активную роль. В настоящее время работы успешно проводятся в рамках научно-технического договора о сотрудничестве между КГУ и Национальной обсерваторией Японии на базе данных, полученных с помощью японского ИСЛ "Кагуя" в 2007-2009 гг. (Земля и Вселенная, 2008, № 1, с. 97-98; 2008, № 6, с. 104; 2009, № 6). Впервые составлены подробная топографическая карта поверхности Луны, на которую нанесены ранее неизвестные области вблизи южного и северного полюсов, карты распределения на лунной поверхности гравитационных полей и карты аномалий обратной стороны Луны. С помощью бортового лазерного измерителя "Кагуя" определены высоты 6,8 млн точек на всей поверхности Луны, включая полярные зоны, с погрешностью в пределах 4 м. Разница между максимальными точками рельефа Луны оказалась 19,8 км, что на 2 км больше, чем предполагалось ранее. Самая высокая точка Луны находится на краю кратера Дирихле -Джексона вблизи экватора - 10,8 км, самая низкая - на дне кратера Антониади около южного полюса, на глубине
54
#
Л
Академик М.Я. Маров выступает на открытии Конференции. 22 августа 2009 г. Фото М.И. Шпекина.
9 км. На обратной стороне Луны обнаружены кольцевые отрицательные гравитационные аномалии, внутри которых были обнаружены небольшие по размерам положительные аномалии. Вопрос о происхождении положительных аномалий до сих пор остается открытым. Используя новые данные о степени неровности видимой и обратной стороны Луны, ученые рассчитали жесткость лунной коры и верхней мантии Луны. Авторы докладов пришли к выводу, что льда в поверхностных слоях Луны может быть очень мало.
Во вступительном докладе М.Я. Марова
"Лунно-планетные исследования. Взгляд из России" была представлена
Е
развернутая картина исследований Солнечной системы за последнее десятилетие, кратко обсуждены наиболее значимые результаты и дан обзор ближайших перспектив отечественной планетной программы.
В докладе лидера лунных программ Европейского космического агентства доктора Б. Фо-инга "Результаты миссии "ЭМАВТ-1" и будущее лунных исследований" рассмотрены образцы высокотехнологичных бортовых систем и научного оборудования, результаты исследования поверхности Луны в 2003-2006 гг. европейской ИСЛ "ЭМАРТ-1" и обширные международные планы лунных ис- ф следований до 2020 г. в рамках международной кооперации.
Вызвали большой интерес доклады японских ученых - доктора Н. На-мики «Модель ударных кратеров на базе данных о гравитационном поле Луны АМС "Кагуя"» и доктора X. Араки «Глобальная топографическая модель Луны на основе данных лазерной альтиметрии АМС "Кагуя"». Они представили высокоточные глобальные и локальные гравитационные и топографические карты Луны. Приведены примеры использования новых карт для построения моделей образования ударных кратеров на лунной поверхности.
#
г
#
Будущие планы исследования Луны обсуждались в докладе доктора X. Ханада (Япония) "Различные типы наблюдений вращения и гравитационного поля Луны в рамках будущей японской миссии АМС "Селена-2" ("SELENE-2"). Эти планы по программе "ILОМ" включают наблюдение лунной либрации с помощью телескопа, который в 2014 г. планируется установить на полюсе Луны. Данный телескоп диаметром 20 см и фокусным расстоянием 1 м, оборудованный ПЗС-матрицей 4000x4000 пикселей, позволит регистрировать положения звезд с точностью до миллисекунды дуги. Результаты моделирования показали, что за 450 сут можно будет точно определить главные 14 членов в разложении вынужденной физической либрации. Проведение таких экспериментов дает возможность оценить радиус и плотность ядра Луны,
скачок плотности на границе ядра и мантии, ее эллиптичность, получить параметры свободной либрации и дифференциального вращения ядра и мантии Луны.
Доктор физико-математических наук С.М. Ко-пейкин посвятил доклад "Перспективы лазерной локации Луны" международному проекту определения расстояния от Земли до Луны с точностью до 1 мм с помощью лазерной локации лунной поверхности (сейчас оно известно с точностью до 13 мм). Предлагается учесть релятивистские эффекты вращения системы Земля-Луна и последние достижения в геофизике и селенофизи-ке. Более точное знание сложных законов вращения Луны даст возможность уточнить фундаментальные физические константы общей теории относительности, тонкую структуру строения и состава ядра, вязкоупругой мантии Луны.
Доктор X. Ханада (Япония) и доцент Н.К. Петрова в Музее астрономии Астрономической обсерватории им. В.П. Энгельгардта. 22 августа 2009 г. Фото В.О. Шор-никова.
Большой интерес вызвал доклад члена-корреспондента РАН О.Л. Кускова "Обратная задача лунной сейсмологии и петрологии для построения теплового состояния Луны". Показаны различие верхних и нижних слоев мантии Луны, неправильность современной пиролитической модели для всей мантии, отличие составов мантий Луны и Земли. Докладчик сделал вывод о доминирующей роли композиционных эффектов состава пород в определении температур по сейсмическим моделям. Полученные температурные профили обеспечивают возможность ограничить диапазон допустимых температур мантии. На основе анализа скорости распространения сейсмических волн в теле Луны необходимо определить ее химический и минералогический состав.
В нескольких докладах кандидатов физико-математических наук А.В. Гусева и Н.К. Петровой, сделанных совместно с японскими и российскими коллегами под общим названием "Вращение, физическая
55
г
4»
Кандидат физико-математических наук М.И. Шпекин рассказывает о морфологии обратной стороны Луны. 26 августа 2009 г. Фото Н.К. Петровой.
либрация и внутреннее строение многослойной Луны", рассматривались проблемы изучения тонких эффектов вращательного движения. Обсуждены вопросы исследования гравитационного поля Луны и планет методами межспутникового слежения. Метод заключается в том, что на Земле принимаются сигналы с трех вращающихся вокруг Луны связанных радиосвязью спутников. Если один из них заходит за лунный диск и становится недоступным для связи, то сигнал от него мы
56
сможем получать через другой спутник, находящийся в данный момент в поле радиовидимости. Это важно для анализа свободной либрации Луны и планет. Необходимо определить периоды и амплитуды свободной либрации, позволяющие сделать вывод о наличии внутренних жидких ядер у Луны и планет, оценить размеры, форму, состав и тепловой профиль этих ядер. Авторы первыми рассчитали спектр свободной либрации и провели структурно-параметрическое моделирование внут-
реннего строения Луны. Они представили геофизический разрез Луны и модель структурной детализации лунного двухслойного ядра. Особого внимания заслуживают результаты моделирования звездных треков. С этой целью планируется организовать наблюдения с помощью полярного оптического телескопа, который в 2010-2014 гг. намечено разместить на одном из полюсов Луны (в рамках японской программы "^ОМ"). Авторы докладов рассказали о современных фундаментальных проблемах меж-
г
дународных астрономических и геофизических исследований Луны с учетом перспективы создания долговременных лунных баз, сформулировали концепцию лунного Ежегодника, который во многих аспектах аналогичен земному Ежегоднику и будет использоваться в будущем для навигационных целей.
Кандидат физико-математических наук Е.А. Козлова в докладе "Исследование рельефа бассейна южного полюса Луны" сравнила топографические данные, полученные в нескольких лунных миссиях последних лет. На основе измерений АМС "Кагуя" автор создала трехмерную кар-Ф ту рельефа и освещен-
ности южного полюса Луны, представляющие большой интерес при планировании будущих лунных проектов.
В первом из двух докладов кандидата физико-математических наук М.И. Шпекина - "Топографическая подготовка посадочных площадок на обратной стороне Луны" -проведен анализ морфологии обратной стороны Луны для определения мест посадки АМС. В качестве примера выбраны участки в районе Моря Восточного
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.