В грядущем столетии на Луне, как в Антарктиде, будут жить люди. В НАСА уже велись работы по проектированию колонизации ближайшего небесного тела. Но, несмотря на тщательное изучение «седьмого континента», поселенцы столкнутся там с еще неисследованными и опасными явлениями природы.Лунные молнии
Загадка молний на спутнике восходит, пожалуй, еще к 1654 г., когда знаменитый французский писатель Сирано де Бержерак выпустил книгу «Иной свет, или Государства и Империи Луны». Эта странная книга полна удивительными прозрениями, далеко опередившими свое время. Среди них находим и описание путешествия по Луне: «…Я шел целый час и прибыл в местность, где тысячи молний сливались в одну, образуя ослепительный свет, благодаря коему тьма вокруг становилась особенно ощутимой».
Остроумная выдумка? Но адъюнкт Парижской Академии наук Ж.Е. де Лувилль 64 года спустя обнародовал научный труд, в котором сообщил о своих наблюдениях 3 мая 1715 г. за мельканиями светлых полосок на диске Луны. Астроном воспринимал необычные вспышки «как молнии грозы, которые могли быть тогда в атмосфере Луны…» Вряд ли то были лишь мерцания в земной атмосфере, ведь «эти световые вспышки… появлялись то в одном, то в другом месте, но всегда со стороны тени» (т. е. только на диске Луны, затмившей тогда Солнце). Подобные феномены были отмечены и другими наблюдателями. Например, 4 августа 1738 г. и 8 июля 1842 г.
Но наиболее поразительное сообщение сделано Н. Дж. Гиддингсом уже в нашем веке:
…Я работал во дворе нашего дома… и случайно взглянул на Луну. Она была очень красива — ясно очерченная молодая Луна. И я смотрел на нее, когда вдруг какие-то вспышки света промелькнули по ее темной поверхности, но определенно в пределах очертания Луны. Поскольку это был такой феномен, который я никогда не видел до этого, я продолжал наблюдать и увидел, как подобные вспышки снова промелькнули поперек Луны на миг или два. Не упоминая о своих наблюдениях, я позвал жену, чтобы она тоже обратила внимание на молодую Луну… Она сказала: «О, да, я вижу молнию на Луне», добавив, что та появилась в пределах лунного диска. Мы наблюдали еще 20 или 30 минут, на протяжении которых явление повторилось, как минимум, шесть или семь раз. Эта запись сделана в 7 час 40 мин. пополудни 17 июня 1931 года.
Астрономы обсерватории Маунт-Вилсон, которым Н.Дж. Гиддингс послал письмо с сообщением о своих наблюдениях, просто-напросто от него отмахнулись — какие там молнии, если на Луне практически нет атмосферы!
Однако природа нередко оказывается сложнее представлений о ней, а наблюдатели продолжали сообщать о «молниях» на нашем спутнике… Так, московский любитель астрономии Е.В. Арсюхин неожиданно стал свидетелем «грозы», случившейся на Луне 18 ноября 1991 г. На самой границе лунного дня и ночи, между кратерами Дарвин и Фокилид, он с помощью телескопа за полчаса насчитал 5 зигзагообразных «молний», 7 точечных вспышек и 2 «зарева», о чем и написал автору этих строк. Важно, что наблюдатель сам предпочел использовать термин «молния» для описания увиденного. Земные метеоры или мерцания, конечно, вспыхивали бы по всему терминатору, а не концентрировались бы на одном небольшом участке лунной поверхности.
Безусловно, свидетельства очевидцев «невозможных» феноменов не убеждают респектабельных астрономов — ведь молний на Луне быть не должно… Но в 1977 году английские физики Дж. Э. Джейк и А.А. Миллз усомнились в, казалось бы, очевидном тезисе. Они обратили внимание на то, что в шлейфах газов и пепла, выбрасываемых земными вулканами, часто бьют молнии. Этот феномен неоднократно фотографировали вулканологи. Объясняется он электризацией частиц пепла, трущихся друг о друга и о газ. Миллз и Джейк допускают, что нечто подобное может происходить и на Луне — газ, изредка вырывающийся из недр спутника, поднимает пыль, образуя газово-пылевое облако. В частности, именно этим фактом они объясняют лунные молнии, увиденные Ж.Е. Лувиллем в 1715 г. Однако вряд ли достаточно плотные газово-пылевые облака простирались на тысячу километров, как следовало бы из наблюдений Н.Дж. Гиддингса! Более интересны новейшие эксперименты американских физиков X. Кампинса и Е.Ф. Крайдера. Они взяли диэлектрик (кусок серы), поместили его в вакуум и стали облучать эту мишень пучком электронов, по сути моделируя облучение лунной поверхности частицами солнечного ветра. Солнечный ветер — это электрически нейтральный поток смеси протонов и электронов высоких энергий. Согласно пояснениям Кампинса и Крайдера, протоны «застревают» в диэлектрике на меньших глубинах, чем глубже проникающие, юркие электроны. При этом на поверхности диэлектрика накапливается положительный заряд протонов, а чуть глубже (до нескольких миллиметров) — отрицательный заряд электронов. Формируется своеобразный конденсатор, который рано или поздно «пробивается» искровым разрядом. Кампинс и Крайдер обошлись без протонов — электроны и так создавали разность потенциалов в поверхностном слое образца.
Находясь в темноте у стеклянной вакуумной камеры Стэнфордского научно-исследовательского института, они ясно видели яркие вспышки мишени: «В некоторых случаях вспышка вызывала свечение всей поверхности; в других случаях появлялся молниеподобный узор. Несколько раз вспышка покрывала всю поверхность уже после того, как электронный пучок был отведен в сторону». Почему подобные явления не могли бы происходить и на Луне? Это объяснило бы и появление лунных молний, и феномен «зарева», описанный Е.В. Арсюхиным. Тем более что еще с начала 1970-х годов хорошо известно, что искровые разряды нередко случаются в диэлектриках искусственных спутников Земли и межпланетных станций, летящих в космическом пространстве. На страницах авторитетного научного журнала «Сайенс» X. Кампинс и Е.Ф. Крайдер прямо называют Луну среди небесных тел, наиболее подходящих для поиска искровых разрядов.
Туман в пустоте
О туманах, время от времени скрывавших детали лунной поверхности и создававших зори на Луне, известно уже свыше трехсот лет. Еще 12 декабря 1671 г. член Парижской академии наук Дж. Д. Кассини в кратере Питат видел небольшое беловатое облако, а 3 декабря 1672 г. вид Моря Дождей показался ему «туманным». И.И. Шретер 24 марта 1762 г. впервые заметил признаки вечерней зари у концов рогов лунного серпа. Такое атмосферное явление, как заря, в безвоздушном пространстве выглядит весьма странно! С тех пор туманы и зори на Луне были описаны десятки раз.
«Внимательные наблюдатели утверждают, что они не раз видели в отверстиях на Луне и над глубокими расселинами появление какой-то дымки, похожей на туман. Предметы, которые отчетливо видны в другое время, казались порой, при одинаковых условиях наблюдений, как будто стертыми или же прикрытыми какой-то завесой. Если эти наблюдения верны, то трудно найти для них другое объяснение, кроме возникновения в отдельных местах водяных паров», — писал В. Бельше в начале века. Но, как показали анализы образцов лунных пород, доставленных на Землю, воды на Луне, по-видимому, практически нет. Однако это не мешает наблюдателям сообщать о лунных туманах. Вот, например, описание удивительного явления, замеченного А.В. Годдардом в 1932 г.:
В ночь 14 апреля около 10.30… Тихоокеанского времени я и друг заметили необычное отсутствие всех белых пятен и деталей в Платоне. В 10.57… меньше чем за минуту появилось белое пятно, оно распространялось в северо-восточном направлении, пока не достигло вала кратера. Это наблюдение было подтверждено моим другом. Оно (пятно. — А.А.) появилось и двигалось подобно облаку пара, но, учитывая его быстрое движение и размер Платона, эта идея казалась неприемлемой…
Весьма эффектны и лунные зори. Например, во время солнечного затмения 17 июня 1890 г. край Луны был виден вне солнечного диска как светлые «усы» на темном фоне неба. Очевидно, что-то рассеивало лучи Солнца над лунной поверхностью. Более грандиозный феномен видел Е.В. Арсюхин, писавший в журнале «Земля и Вселенная»:
Вечером 18 декабря 1982 г., направив трубу «Турист-3» на молодой лунный серп, готовый скрыться за горизонтом, я увидел явление, поразившее меня. Острые «рога» Луны плавно переходили в тонкие голубые «волоски», которые, очерчивая невидимый темный лимб, смыкались друг с другом. Известно, что такое наблюдается на Венере, но ведь там — плотная атмосфера, в которой преломляются солнечные лучи. Что же происходит на Луне?
Кольцо света вокруг темной стороны Луны, выглядевшей узким серпом, описывали в научной литературе не менее 13 раз. Еще чаще замечали более короткие голубые полоски, продолжавшие рога лунного серпа далеко на ночную сторону спутника.
Но главное, лунные зори наблюдали не только с Земли, но и с помощью космических аппаратов. На панорамах прилунившихся «Сервейора-5, -6 и — 7» хорошо видно, как после захода Солнца, либо перед его восходом, вдоль лунного горизонта тянется «ниточка» света — лунная заря. Астронавты «Аполлона-17» также видели и зарисовали с селеноцентрической орбиты лунную зарю. Повышенную яркость лунного неба зарегистрировали и фотометры «Луноходов».
Наиболее подходящим объяснением лунных туманов и зорь спутника является мелкая пыль. Теоретические оценки показывают, что частицы лунного грунта под действием солнечной радиации и космических лучей приобретают электрический заряд. Потревоженная мелкая пыль может длительное время летать, отталкиваясь от одноименно заряженной поверхности Луны. Не исключено и горизонтальное перемещение пылевого облака в неоднородном электрическом поле поверхностного заряда спутника (вспомним движущееся пятно в Платоне).
Действительно, детекторы микрометеоритов на поверхности Луны регистрировали горизонтально двигающуюся пыль, а телекамера станции «Сервейор-1» показала признаки запыления зеркальных радиаторов зонда всего за месяц. Изучив данные о лунных зорях, американские ученые Х.А. Зук и Дж. Е. МакКой пришли к выводу, что над Луной постоянно висит слой пыли. Причем, на высотах порядка 30 см летают частички грунта размером около 0,005 мм, а более мелкая пыль забирается на высоты до нескольких десятков километров. Но что заставляет частицы грунта отрываться от поверхности — пока не ясно, ведь поток метеороидов на Луну для этого явно недостаточен. В 1991 г. X. Зук и А. Поттер с помощью 82-дюймового телескопа и электронной камеры обнаружили рассеяние солнечного света облаком пыли на ночной стороне Луны, в 20 км от терминатора. Уярчание в синей области спектра и характерная поляризация не оставляли сомнений — это мелкая пыль, подсвеченная Солнцем.
По-видимому масса пылевой оболочки Луны иногда значительно увеличивается, и она становится легко наблюдаемой с Земли. Например, опытный наблюдатель Луны В.М. Чернов с 1917 по 1971 г. наблюдал 24 лунных затмения. Но, несмотря на специальные поиски, лишь трижды (04.07.1917, 14.09.1932 и 16.07.1954) видел редчайший феномен — продолжение земной тени вне лунного диска на фоне неба, показанный на рис. 14 вверху справа. Более того, в старинной научной литературе неоднократно публиковались наблюдения «лунного зодиакального света» — слабого свечения вокруг Луны, вытянутого вдоль плоскости земной орбиты. В каталоге астрономических аномалий У. Корлисса приведено 6 таких сообщения, сделанных в 1854–1916 гг. Видимо, к такого рода явлениям относятся также старинные сообщения о «полярных сияниях» и «протуберанцах» Луны. К сожалению, все эти феномены незаслуженно забыты и не изучаются.
Менее масштабные облака пыли наблюдались чаще. Их проявления весьма разнообразны. Наблюдатели много раз сообщали о временном или постепенном угасании звезд у края лунного диска. Хорошо известно, что частицы, значительно меньшие, чем длина волны видимого света, лучше рассеивают голубые лучи, чем красные. Поэтому облако мелкой пыли должно выглядеть голубоватой дымкой на темном фоне, или красноватым пятном на фоне яркой поверхности Луны (в этом случае лунная поверхность краснеет, как солнце у земного горизонта). И то и другое наблюдалось многократно. Изменчивые светлые и темные пятна без заметной окраски могут быть облаками из относительно крупных частиц. В каталогах НАСА содержатся сотни сообщений о таких феноменах, длившихся от нескольких минут до нескольких часов. Видимо, именно пылевые облака могут объяснить неоднократно зарегистрированные аномалии при электрофотометрических и поляриметрических наблюдениях Луны.
Например, известный французский астроном О. Дольфюс недавно опубликовал свои наблюдения такого облака. Он получал изображения различных участков лунной поверхности с помощью электронной камеры через поляризационные фильтры. На рис. 14 внизу приведены изображения кратера Лангрен, демонстрирующие вид кратера в поляризованном свете. Слева показан обычный вид кратера, как он наблюдался 29 декабря 1992 г. Но уже через сутки, 30 декабря, от центральной горки на север протянулось яркое извилистое пятно с повышенной линейной поляризацией света (рис. 14, внизу справа). На обычном изображении Лангрена светлое пятно тоже было видно, но гораздо менее контрастно. Следующий сеанс наблюдений состоялся через три дня — 2 января 1993 г. Пятно было по-прежнему видно, хотя имело немного иную форму. Кроме него, цепочка похожих пятен протянулась вдоль юго-восточного и южного краев дна кратера. Детальный анализ привел О. Дольфюса к выводу:
Увеличение яркости приводит к одновременному увеличению поляризации света. Такая зависимость несовместима с вариациями отражения от твердой поверхности Луны, у которой яркость возрастает при уменьшении поляризации… Одновременное увеличение яркости и поляризации согласуется с рассеянием света на облаках из отдельных пылинок. Мелкие частицы яркого горного грунта могут левитировать (т. е. летать, парить. — А.А.) над лунной поверхностью под действием выделения газа из лунных недр.
Геологические аргументы
По-видимому, существуют геологические следы практических современных изменений лунной поверхности. Недавно группа Б. Буратти в Лаборатории Реактивного движения (JPL, США) по снимкам космического аппарата «Клементина» исследовала места неоднократного появления аномальных явлений на Луне. Результаты обнадеживают: «Мы также обнаружили, что некоторые из сообщенных событий имеют тенденцию происходить в кратерах со склонами отчетливо иного состава (более голубыми). Это различие состава может быть результатом недавнего оползня, сопровождавшегося появлением более свежего материала с глубины». Как известно, лунный грунт, подвергаясь обработке микрометеороидами и космическими излучениями, темнеет и краснеет за время порядка 100 млн лет. Поэтому возраст обнажений свежих слоев светлого и голубоватого реголита не может превышать этот предел, что составляет всего 2 % возраста Луны. Разумеется, такие молодые оползни должны сопровождаться подъемом пылевых облаков.
Группа Б. Буратти связывает кратковременные феномены также и с выделениями газов, перемешивавших лунный грунт. Следами этого процесса исследователи склонны считать сеть узких, голубоватых линий на дне кратера Тихо, известного обилием аномальных явлений: «Этот узор менее загорелого материала может указывать на присутствие трещин, из которых сочится газ». Голубоватые пятна на горе Питон интерполированы как «возможное разбрасывание материала вследствие выделения газа, растрескивания, или даже отложения материала дегазации».
Выброс большого количества газа мог оставить более заметный след на Луне. Так, известный американский геолог П. Шульц пишет: «Интригуют современные эндогенные (т. е. обусловленные процессами в недрах Луны. — А.А.) детали в виде мелких, замкнутых депрессий, идентифицированные по крайней мере в четырех местах… Два лучших примера таких образований находятся в кратере Гюйгенс и в сложной структуре Ина». По фотометрическим, топографическим и морфологическим данным он оценил возраст таких ям не старше чем 100 млн лет.
Итак, определенные изменения на поверхности Луны случались менее 100 млн лет назад, что составляет меньше 10 % длительности Коперниковского периода — текущей геологической эпохи спутника. В планетологии такие оценки возраста «сверху» принято относить к современности. Например, возраст потоков лавы на Марсе тоже был оценен не более чем в 100 млн лет, и это позволило ученым «предположить, что вулканизм на Марсе продолжается в современную геологическую эпоху». Поэтому-то Шульц и назвал свою работу: «Луна: мертвая или живая?». Он считает, что загадочные ямы возникли на Луне недавно, в результате выброса газа из лунных недр, которые до сих пор остаются в полурасплавленном состоянии.
Опасные встречи
Аномальные явления на лунной поверхности волнуют наблюдателей еще со времен И. Кеплера. «Вероятно, подобно НЛО, только верующие видят их», — читаем в июльском выпуске (1999 г.) журнала «Sky and Telescope». «Каталоги замеченных быстротечных изменений вида, окраски, яркости, четкости лунных деталей к настоящему времени содержат уже сотни случаев, достоверность которых весьма вероятна или вовсе не вызывает сомнений», — пишет ведущий российский селенолог, д. ф-м. н. В.В. Шевченко. Редкость, малоизученность, непредсказуемость, трудности интерпретации приводят к диаметрально противоположным оценкам проблемы изменений на Луне. Многие астрономы предпочитают игнорировать эту тему и не тратить время на лунные головоломки.
Но не за горами время массированной колонизации Луны. В США давно идут работы по подготовке к созданию постоянно обитаемой базы на Луне. В частности, 5 лет назад НАСА выделило средства на исследование земных аналогов лунных пещер, где можно создать макет лунной базы и проводить тренировки будущих переселенцев. Интерес к заселению нашего спутника проявлял и СССР с конца 1960-х годов вплоть до своего распада. Так, В. В. Шевченко в 1992 г. писал:
В Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга Московского университета исследования Луны традиционно ведутся в различных направлениях. В последние годы наибольшее развитие получили работы в области внеземных природных ресурсов и научного обеспечения долговременной обитаемой базы на Луне. Результаты этих исследований неоднократно выносились на обсуждение в нашей стране и за рубежом. В феврале 1991 г. в ГАИШ МГУ была проведена конференция на тему «Научные проблемы создания лунной базы.
Постепенно становится очевидной неизбежность колонизации Луны как средства решения экологических и демографических проблем Земли, как плацдарма на пути к Марсу и другим планетам. Но, посылая людей на Луну, необходимо знать обо всех опасностях, грозящих им там. Кратковременные визиты на спутник не могли выявить все редкие, но чреватые катастрофическими последствиями неизвестные явления природы. Так, первооткрыватель Фернан Магеллан назвал крупнейший океан планеты Тихим, поскольку не встретил во время своего плавания ни тайфунов, ни цунами. Но население Океании постоянно сталкивается с этой угрозой. Поэтому не стоит пренебрегать свидетельствами очевидцев об аномальных явлениях на Луне. Ведь лунные молнии могут мешать радиосвязи и работе электронных устройств — представьте, например, последствия отказа автоматики воздушного шлюза или сбой главного компьютера базы, отказ навигационного оборудования ракетодрома на Луне… А плотные пылевые и газовые облака способны нанести опасные повреждения космическим аппаратам, движущимся по низким селеноцентрическим орбитам со скоростями не менее 1,7 км/с, нарушить их ориентацию, даже привести к падению на Луну. По-видимому, наш спутник коварней, чем принято о нем думать.
Слава Герострата
Но не менее коварны и некоторые «знатоки», привыкшие отмахиваться от непонятных феноменов. Например, в 1999 году на страницах влиятельного научно-популярного журнала «Sky and Telescope» пара журналистов объявила загадку мифом. Американцы В. Шихан и Т. Доббинс без тени сомнений «списали» все лунные изменения на… земную атмосферу. Наблюдатели, дескать, просто неопытны.
В качестве примера в их статье фигурирует доктор Д. Алтер, сфотографировавший дымку в кратере Альфонс 26 октября 1956 г. Но был ли простаком один из ведущих планетологов 3. Копал, который являлся консультантом НАСА и председателем Комитета по исследованию Луны и планет Британского национального совета по космическим исследованиям? Он признавал феномен Алтера!
Знаменитый пулковский снимок спектра свечения в том же Альфонсе, сделанный Н. А. Козыревым в 1958 г., В. Шихан и Т. Доббинс объявили ошибкой, ссылаясь на мнение известного американского планетолога Дж. П. Койпера. Однако тот же профессор Койпер в 1960 г. приезжал в Пулково для изучения снимков, после он извинился перед Н. А. Козыревым, сказав:
«Нет сомнений, что спектры подлинные». Можно ли считать простаками членов Международной академии астронавтики, которые в 1970 г. наградили Н. А. Козырева золотой медалью за это открытие?
Согласно В. Шихану и Т. Доббинсу, неопытными очевидцами являются и астрономы Дж. Гринакр и Э. Барр, описавшие красные свечения в кратере Аристарх 23 октября 1963 г. Но Гринакр и Барр тогда картировали Луну по контракту с военно-воздушными силами США, они — профессионалы, которым директор Ловелловской обсерватории доктор Дж. С. Холл дал блестящую характеристику:
Гринакр — очень осторожный наблюдатель. Он долго был скептиком относительно сообщений об изменениях на лунной поверхности и впервые с трудом поверил в то что он видит… Гринакр оценивает, что он потратил по крайней мере 50 часов изучая окрестности Аристарха при тех условиях, при которых он заметил недавно наблюдавшиеся изменения.
Так кто же дилетанты — кабинетные историки или профессиональные селенографы? Является ли дилетантом и доктор Патрик Мур, проведший полжизни у телескопа и признающий феномен Гринакра-Барра? Одно из двух: либо дилетантами тогда были авторы и редакция журнала «Sky and Telescope», четыре десятилетия уверявшие читателей в реальности аномалий на Луне, либо теперь дилетантами оказываются Шихан и Доббинс — постоянные авторы того же журнала. Согласитесь — забавная дилемма! Впрочем, вскоре эти «историки» вошли в новую редколлегию «Sky and Telescope». Понятно, что теперь это издание если и печатает что-либо об аномалиях на Луне, то только затем, чтобы потом дать эффектное опровержение. Настоящие же феномены умалчиваются подобно военной тайне (см. «Секретная… Луна»).
Так, В. Шихан и Т. Доббинс умалчивают, что в каталоге НАСА описаны и инструментальные подтверждения реальности лунных феноменов. В 14 случаях изменения на лунном диске фиксировались фотографически, в 20 случаях обнаружены спектральные аномалии, в 18 случаях аномалии на Луне регистрировали электрофотометры, в 5 случаях электрополяриметры отмечали кратковременные вариации поляризации. За прошедшую с тех пор четверть века сделано много новых инструментальных наблюдений аномалий Луны. Но напрасно мы будем их искать в «Sky and Telescope» нового тысячелетия.
Как ни странно слава Герострата «укрывателям» и могильщикам фактов, все их усилия сродни бормотанию шамана, заклинающего Луну. Она не так мертва, как хотелось бы.