Программы освоения Луны

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Проблемы исследования Луны

1.1 Опасности лунной пыли

1.2 Лунные пылевые бури

2. Трехмерная карта луны

2.1 Программа NASA World Wind

3. Вода на луне и новые технологии

3.1 Поиск воды на луне этап первый

3.2 Поиск воды на луне этап второй

3.2.1 О приборе LEND

3.2.2 Голубой лед

3.3 Поиск завершен. Этап последний

4. Некоторые алгоритмы обработки данных

4.1 Предварительный фрактальный тест

4.2 Прямоугольный тест

4.3 Алгоритм СХЕМА

4.4 База данных информационной справочной системы номенклатуры лунных образований

5. Пример одной программы

6. Модель Лунной Станции

Заключение

Библиографический список

Введение

Луна - наша ближайшая соседка в космическом пространстве. Но на расстоянии 384 000 км, разделяющем нас, невозможно увидеть детали размерами менее километра. И только развитие космических исследований открыло возможности для детального изучения лунной поверхности. Шестидесятые годы долго будут вспоминаться как десятилетие, ознаменовавшееся одним из величайших технических достижений человечества за всю историю его существования. После целой серии успешных исследований Луны с помощью автоматических станций 20 июля 1969 г. на лунную поверхность впервые ступила нога человека.

Но перед тем как создавать долгосрочную базу на Луне, необходимо в подробностях изучить лунную "действительность". Сюда входит выбор места поселения (с учетом перепадов температур и работы солнечных панелей), изучение возможности добычи кислорода "на месте", решение проблемы лунной пыли и многое другое.

Планетарные исследования преследуют несколько целей:

- познание в рамках сравнительной планетологии законов формирования и эволюции Земли

- определение условий возникновения и распространения жизни в солнечной системе

-освоение планет (в частности, Луны) как источника ресурсов, форпоста исследования дальнего космоса, базы для мониторинга астероидной опасности, контроля за развитием различных процессов и критических ситуаций на Земле. Ученые хотят знать, каковы были условия на Земле в первые сотни и миллионов лет ее существования, какова была температура нашей планеты в тот период, как происходила первичная дифференциация вещества на Земле, как и когда образовались первичная кора, атмосфера, океан, каков был их состав. [1]

1. Проблемы исследования луны

На Луне нет привычной для нас атмосферы, нет рек и озёр, растительности и животных организмов. Сила тяжести на Луне в шесть раз меньше чем на Земле. День и ночь с перепадами температур до 300 градусов длятся по две недели. И, тем не менее, Луна все больше привлекает землян возможностью использовать ее уникальные условия и ресурсы.

Луна представляется привлекательной объектом исследования из-за вероятного наличия там воды и других полезных ископаемых, которые могут быть использованы для решения задач энергетики на Земле и обеспечения полётов к планетам Солнечной системы. Вполне может оказаться так, что страны, приступившие к всестороннему освоению Луны первыми, окажутся в более выгодном стратегическом положении по сравнению с остальными государствами.

В настоящее время ведется проработка нескольких перспективных лунных проектов.

1.1 Опасности лунной пыли

Ученые и инженеры решают, как доставить космонавтов на Луну, создать там поселения и с помощью полезных ископаемых, добытых из лунного грунта, создать все необходимые вещи – от строительных материалов до ракетного топлива. Единственной серьезной проблемой для всех этих планов является вездесущая лунная пыль. Она попадает везде, набивается в герметичные уплотнители и обдирает поверхность скафандров. Также легко она накапливает электрический заряд, поэтому может парить над поверхностью Луны и прилипать к лицевым панелям скафандров и линзам камер. Возможно, она даже токсична.

Для решения этих проблем Лари Тейлор (Larry Taylor), профессор Университета шт. Теннеси предлагает переплавлять пыль во что-нибудь полезное. "Я являюсь одним из тех странных людей, которым нравится помещать вещи в обычную микроволновую печь, чтобы посмотреть, что из этого получится", - говорит он. Аналогичным образом он однажды поместил маленький образец лунного грунта, привезенный астронавтами программы Apollo, в печь и обнаружил, что он сплавился за 30 секунд при мощности всего 250 ватт.

Лунная почва - реголит - образуется, когда микрометеориты врезаются в камни и песок при скоростях в десятки километров в секунду, расплавляя их в стекло. Оно содержит нанометровые вкрапления чистого железа. Именно они эффективно концентрируют энергию микроволновых лучей, превращая все остальное рыхлое вещество в цельные куски. [1]

Проведенный в микроволновой печи эксперимент позволил Тейлору предложить образец лунных машин, которые будут переплавлять лунную пыль в полезные материалы. Аналогичным образом предлагается создавать и радиотелескопы. При этом машины будут плавить стенки подходящего лунного кратера.

Однако технические трудности пока остаются. Плавление лунной пыли в микроволновой печи на Земле не совсем похоже на тот же самый процесс в условиях Луны. Исследователи должны будут проработать все детали процесса, чтобы создать прочный, однородно расплавленный материал. Между тем, идея является многообещающей: таким способом можно изготавливать стартовые площадки для ракет, дороги, кирпичи для строительства и многое другое.

1.2 Лунные пылевые бури

Каждое лунное утро, когда Солнце впервые освещает ее поверхность после двухнедельной ночи, начинается странная буря. В следующий раз, когда вы будете смотреть на Луну, отметьте линию терминатора (линию, разделяющую лунный день и ночь). Именно здесь и происходит пылевая буря, простирающаяся от южного до северного полюса, следующая за линией терминатора.

Хотя большинство и не слышало об этом, ученые крайне уверены, что подобные бури – реальность. Доказательства были получены из старого эксперимента, выполненного в ходе программы Apollo, LEAM (Lunar Ejecta and Meteorites, Лунные выбросы и метеориты). "Астронавты Apollo 17 установили оборудование LEAM на Луне в 1972 году. – поясняет Тимоти Стаббс из Отделения изучения Солнечной системы NASA. – Оно было нацелено на регистрацию пыли, выбитую маленькими метеоритами при ударах о поверхность Луны".

Миллиарды лет назад метеориты бомбардировали Луну практически непрерывно, разрушая горные породы. Именно по этой причине там так пыльно. В настоящее время удары тоже продолжаются, хотя и значительно реже.

Еще более удивительным было то, что уже через несколько часов после лунного восхода солнца температура оборудования взлетала так высоко, что его приходилось отключать из-за перегрева. Это может быть объяснено тем, что электрически заряженная пыль прилипала к приборам, приводя к поглощению, а не отражению света, предполагает Олхоефт.

Однако точных объяснений никто не имеет. LEAM действовала очень короткое время: 620 ночных часов и всего 150 дневных.

Возможно, что астронавты также наблюдали лунные бури. Так, при полетах вокруг Луны, экипажи Apollo 8, 10, 12, и 17 отмечали "сумеречные лучи", где солнечный свет частично проходил через пыль, висящую над поверхностью. Такое происходило во время каждого лунного восхода и заката. Космический аппарат Surveyor также фотографировал сумеречные отблески горизонта, во многом похожие на то, что видели астронавты. Может, возможно наблюдать пылевые бури и с Земли.

Понимание процессов, происходящих на Луне, крайне важно. К 2018 NASA планирует высадку людей на ее поверхность. В отличие от астронавтов Apollo, никогда не присутствовавших при лунном восходе Солнца, новые исследователи должны будут основать постоянное поселение. Стена пыли, возникающая утром, может быть прозрачной, невидимой и безвредной. Или, наоборот, она может представлять серьезную проблему. Для решения этой задачи необходимы дальнейшие исследования. [1]

2. Трехмерная карта луны

Космическое агентство NASA выложило в интернет трехмерные карты Луны великолепного качества. С помощью специальной программы можно тщательно изучить поверхность нашего спутника.