Мини-ровер Чанъэ-6 Weibo сделал это изображение посадочного модуля, автономно уехав и сфотографировав его. Кредит: CNSA
Китай совершил исторический подвиг, вернув первый в истории образец с обратной стороны Луны в июне 2024 года. Его лунный модуль Чанъэ-6 использовал роботизированный ковш и бур, чтобы собрать около 5 фунтов (2 килограммов) камней и почвы. Эти образцы вернулись на Землю 25 июня 2024 года.
Chang'e 6 основывался на достижениях двух предыдущих китайских миссий: Chang'e 4, которая совершила мягкую посадку на обратной стороне Луны и использовала марсоход для исследования поверхности, и Chang'e 5, которая вернула образцы с ближней стороны Луны.
Ученые ожидают, что образцы Chang'e 6 предоставят не только ключевые геологические знания о Луне, но и улучшат их понимание Земли и ранней истории Солнечной системы.
Лунные ученые, такие как я, были очарованы обратной стороной Луны со времен советской миссии «Луна-3» в 1959 году, которая показала, что обратная сторона Луны сильно отличается от ее ближней стороны.
«Чанъэ-6» доставил образцы на Землю 25 июня 2024 года.
Обратная сторона Луны
Поскольку одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле, вы можете увидеть обратную сторону только с помощью космического корабля. Обратная сторона не постоянно темная — она чередуется между двумя неделями дня и двумя неделями ночи, как и в любом месте на Луне.
Снимки, сделанные космическим кораблем, показывают, что около трети поверхности ближней стороны Луны состоит из темных, гладких равнин, в то время как только около 1% обратной стороны имеет такие равнины.
Эти темные равнины когда-то были вулканическими потоками лавы, похожими на те, что встречаются на Земле на Гавайях, в восточной части Вашингтона и в Индии.
Изображения, полученные с лунной орбиты, говорят исследователям, что на этих равнинах когда-то были вулканические жерла, конусы, купола, обрушившиеся ямы и каналы.
Только миссии Chang'e 4 и Chang'e 6 приземлились на обратной стороне Луны, в то время как 25 космических аппаратов успешно совершили мягкую посадку на ближней стороне. Посадка на дальней стороне сложнее, поскольку управление полетом не может напрямую видеть или общаться с космическим аппаратом. Поэтому необходим второй космический аппарат для передачи информации между посадочным модулем и Землей. Китай использовал свой орбитальный спутник Queqiao-2, который был запущен в марте 2024 года.
Приземление Chang'e 6
6 июня 2024 года Chang'e 6 приземлился в колоссальном бассейне Южный полюс-Эйткен, ширина которого составляет около 1550 миль (2500 км), а глубина — 5 миль (8 км). Это крупнейшая ударная структура в Солнечной системе: чашеобразное образование, образовавшееся при столкновении астероида с телом, что вызвало огромный взрыв.
Мини-ровер Чанъэ-6 Weibo сделал это изображение посадочного модуля, автономно уехав и сфотографировав его. Кредит: CNSA
На вершине Южного полюса-Эйткина находится немного более молодая и гораздо меньшая ударная структура, называемая бассейном Аполлона, диаметром около 308 миль (492 км).
Ударные бассейны обнажают глубокие недра Луны, как керн бура. Например, удар, который создал бассейн Южный полюс-Айткин, мог удалить часть коры Луны, обнажив материалы глубоко внутри Луны — до 62 миль (100 км) в глубину. Последующий удар Аполлона затем удалил бы еще больше материала. Таким образом, возвращенные образцы, вероятно, будут содержать некоторые породы, которые отличаются от тех, что находятся в текущей коллекции образцов.
Chang'e 6 приземлился здесь, на некоторых редких вулканических отложениях дальней стороны. Анализ состава вулканических пород, которые Chang'e 6 привез обратно, может помочь исследователям выяснить, почему на ближней стороне так много вулканических отложений. Ученые также смогут сравнить возраст этих пород дальней стороны с породами извержений вулканов на ближней стороне, которые произошли около 3,9–3,2 млрд лет назад.
Измерение фактического возраста пород поможет ученым усовершенствовать другие методы, такие как подсчет кратеров, которые используются для оценки возраста поверхностных образований на планетах.
Поскольку поверхности планет накапливают больше кратеров, чем дольше они существуют, исследователи могут оценить возраст поверхности планеты, сравнивая количество кратеров, которые они могут подсчитать, с теми, которые генерируются с помощью смоделированной модели. Но подсчет кратеров не очень точен — наличие реальных образцов горных пород может помочь исследователям выяснить, как улучшить эти методы.
Раскрытие секретов расплавленного прошлого Луны
Исследователи предполагают, что Луна, наряду с некоторыми каменистыми планетами, была почти полностью расплавлена. Поэтому в течение короткого периода времени в начале своей истории Луна была просто лавой с небольшим количеством или без твердой породы.
Место посадки Chang'e 6 может содержать материалы из мантии луны — слоя под ее корой. Эти образцы могут помочь ученым понять, как луна эволюционировала от магматического океана до геологических слоев — затвердевшей коры, мантии и ядра.
Данные из этих образцов также могут дать подсказки об эволюции Земли на последних стадиях формирования планет. Ученые предсказывают, что около 4 миллиардов лет назад множество астероидов и комет обрушилось на каменистые планеты, такие как Земля. Мы называем этот период периодом «лунного катаклизма». Изучение определенных пород из кратеров на Луне может помочь ученым узнать больше об этой эпохе.
Поскольку бассейн Южный полюс-Айткин является старейшей хорошо сохранившейся структурой на Луне, он может содержать доказательства того, произошло ли количество ударов, образовавших бассейн, в течение более длительного периода времени, например, 500 миллионов лет, или более короткого периода, например, 200 миллионов лет. Знание временной шкалы поможет оценить интенсивность ударов во время формирования Солнечной системы.
Научный дар с той стороны
Внеземные материалы, такие как образцы с Луны, Марса, астероидов и комет, — это дары, которые продолжают приносить пользу.
Ученые будут курировать и поддерживать эти образцы в лабораториях, чтобы сохранить их в первозданном виде. Этот процесс распределит некоторые из драгоценных образцов для анализа с помощью самого современного оборудования. Остальные будут сохранены для будущих поколений ученых, чтобы исследовать новые вопросы, которые возникнут через десятилетия.
Наука достигает наибольшего прогресса, когда ученые обмениваются идеями, данными и образцами. В конце 2023 года Китайское национальное космическое управление предоставило образцы с Chang'e 5 ряду международных исследователей. Я ожидаю увидеть аналогичную программу обмена образцами для образцов с Chang'e 6.
Однако этот обмен не идет в обоих направлениях. NASA не может напрямую делиться образцами, которые они курируют, с китайскими исследователями из-за поправки Вольфа, которая запрещает NASA использовать средства для сотрудничества с Китаем по любым программам.
Будущие планы Китая по исследованию Луны включают миссии Chang'e 7 и 8, запланированные на 2026 и 2028 годы соответственно. Эти миссии приземлятся на южном полюсе для поиска водяного льда, льда из углекислого газа, также известного как сухой лед, и метана в форме льда. Недавно отмененный марсоход NASA VIPER имел схожие цели. Эти миссии помогут Китаю определиться с местом размещения Международной лунной исследовательской станции, запуск которой запланирован на 2030 год.
Предоставлено The Conversation
