القمر بعد أبولو: من يطير وكيف يدرس

تربط بين الأرض والقمر علاقة صعبة للغاية. بعد التواصل النشط والوثيق في الستينيات والسبعينيات ، بعد هبوط رواد الفضاء ورحلات القمر ، بعد تسليم الأرض ودراستها ، نسي رواد الفضاء العالميون القمر الصناعي للأرض تقريبًا ، مع التركيز على الأنشطة في اتجاهات أخرى. حتى أن هذا تسبب في خرافة أن شخصًا أو شيء ما منع الناس من دراسة القمر. ومع ذلك ، فإن البحث مستمر ونشط جدًا ، وسنتحدث عن هذا اليوم.

بعد بدء وحدة العودة من Luna-24 AMC ، وإيصال آخر رجعة من regolith بين الأرض والقمر ، بقي فقط فراغ. بعد 14 عامًا فقط ، بدأ رواد الفضاء في العودة إلى القمر. لقد تم نسيان حقيقة السفر المأهول حتى الآن - الارتباط غير المربح بين التكاليف والفوائد العلمية والعملية للرحلة. لذلك ، يتم الآن تحليق الأقمار الصناعية بشكل أساسي ، ويتم تحليق واحد من طائر القمر ، وغيرها من مركبات الهبوط.

في التسعينات. كان اليابانيون أول من عادوا إلى القمر ومجهزين بمهمة هيتين.



كان القمر الصناعي ، في معظمه ، مخصصًا فقط لاختبار تكنولوجيا الرحلات الجوية ومناورات الجاذبية والسحب الأيروديناميكي في الغلاف الجوي للأرض ، أي تعلمت أن تطير بين الأرض والقمر. على متن الطائرة كان لديه قمر صناعي صغير ، أرادوا رميه في مدار قمري ، لكن الجهاز لم يتم تشغيله.

في عام 1994 ، ذهب جهاز البحث الأمريكي كليمنتين إلى القمر.



كما تم استخدامه لاختبار ودراسة تأثير الفضاء العميق على الإلكترونيات ، ولكن تمت إضافة العديد من الأدوات إلى ذلك: مطياف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، وكاميرا عالية الدقة مع ستة مرشحات لونية على العجلة (المزيد عن كيفية دراسة الكواكب باستخدام البصريات ). بفضلهم ، كان من الممكن البدء في رسم الخرائط الجيولوجية للقمر.



كان هناك أيضًا مقياس الارتفاع بالليزر لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد للتضاريس القمرية. استنادًا إلى بيانات Clementine ، كان من الممكن إنشاء تطبيق Google Moon ، الذي تم استكماله بعد ذلك بصور من وحدات Apollo المدارية ، و Kaguya الأوتوماتيكية اليابانية.

لم تكن صور كاميرا Clementine عالية الدقة عالية الدقة - من 7 إلى 20 مترًا ، لأن طار القمر الصناعي على ارتفاع حوالي 400 كيلومتر - لن ترى الكثير من هذه المسافة.


صورة بألوان موسعة ، مما يتيح لك رؤية الاختلافات في الصخور الجيولوجية .

ولكن بفضل كليمنتين ، تلقى العلماء أول دليل غير مباشر على وجود تركيز عالٍ من الماء في أقطاب القمر.

بعد ذلك ، في عام 1998 ، طار المنقب القمري ، أيضًا من وكالة ناسا.



, , -. , 10% .



- ( , ) , , , , . , — .



في 2000s ، بدأ أعضاء جدد للانضمام إلى النادي القمري. في عام 2003 ، أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية المهمة التجريبية Smart-1. كانت مهام الرحلة أيضًا تقنية في الغالب - تعلمت أوروبا استخدام محرك بلازما للرحلات في الفضاء البعيد. ولكن إلى جانب ذلك ، كانت هناك كاميرات على متن الطائرة: للتصوير في النطاقات المرئية والأشعة تحت الحمراء.



كانت كاميرا Smart -1 صغيرة ومدارها مرتفعًا: من 400 إلى 3000 كيلومتر ، لذلك كانت الإطارات في الغالب واسعة الزاوية وذات دقة منخفضة. كانت الإطارات الأكثر تفصيلاً فقط 50 م لكل بكسل ، وتم بناء الخريطة العالمية فقط من الإطارات عند 250 م لكل بكسل. على الرغم من أنه في بداية المهمة ، تم تحديد الأهداف للنظر في Apollo و Lunokhod ، لكنها لم تنجح - فهي بحاجة إلى دقة أقل من متر. ولكن يعتبرقمم الضوء الأبدي في القطبين.



حاول Smart-1 الاتصال بالليزر مع الأرض عندما طار إلى القمر. لم ينووا نقل البيانات على الشعاع ، بل حاولوا فقط إطلاق النار على المرصد في جزيرة تينيريفي بواسطة تلسكوب متر واحد. كان الهدف هو دراسة تأثير الغلاف الجوي للأرض على الشعاع. كانت المحاولة ناجحة - ضربوا التلسكوب ، لكنهم لم يبدأوا في تطوير التكنولوجيا - بدا الراديو أكثر موثوقية.

هنا نحتاج إلى تشتيت أنفسنا والإجابة على السؤال ، الذي ربما أثاره الكثيرون بالفعل: لماذا لا يمكنك النزول إلى الأسفل حتى تكون الصور السطحية أفضل؟ يبدو أنه لا يوجد جو ، يطير على الأقل 10 أمتار! لكن القمر ليس بهذه البساطة. وهناك نوع من الجو مع الغبار ، ولكن يمكن إهماله ، ولا يمكن إهمال الكامونات. القناع هو زيادة محلية في مجال الجاذبية.

مجال الجاذبية للقمر غير متجانس .



لنفترض أننا حلّقنا على ارتفاع 10 كيلومترات فوق سهل متجانس. قوة الجاذبية التي تعمل على الجهاز لها قيمة ثابتة واحدة. نحن نعوضها عن طريق تسريع نظام الدفع ، والحصول على السرعة الكونية الأولى ، ويمكننا الطيران على هذا الارتفاع بلا نهاية إذا لم يمنعنا شيء. ولكن إذا لم نطير حول كرة بلياردو عملاقة ، ولكن حول القمر ، على سبيل المثال ، سينتهي السهل بسرعة. وسنلتقي ، على سبيل المثال ، بسلسلة جبلية يبلغ ارتفاعها 5 كم. ماذا سيحدث لمجال الجاذبية؟ هذا صحيح: سيزداد جاذبية الجهاز. نوع من الحفر الجاذبية في مدار القمر الصناعي. وكلما انخفض الضغط على القمر الصناعي ، كلما صغر حجم "الصدمات".



القمر أكثر تعقيدًا. ذات مرة ، سقطت كويكبات ضخمة عليها ، والتي اخترقت القشرة الأرضية ، وتسببت في ظهور صخرة أكثر كثافة على سطح النهار. ويتكون سطح النهار من صخور بركانية فضفاضة. ونتيجة لذلك ، نحصل على سهل سلس نسبيًا ، مع مجال جاذبية غير متجانس. مادة الوشاح أكثر كثافة وكثافة ، أي يجذب أكثر ويتم الحصول على ما يعادل "جبل" الجاذبية. هذا ، في الواقع ، يسمى Maskon - مكثف جماعي.

في عام 2007 ، ذهب Kaguya الياباني إلى القمر. بعد أن تعلم اليابانيون الطيران إلى القمر الصناعي الطبيعي للأرض ، قرر اليابانيون دراستها بجد. وصلت كتلة الجهاز إلى ما يقرب من 3 أطنان - أطلق على المشروع "أكبر برنامج طموح للقمر بعد أبولو".



على متن الطائرة تم تركيب اثنين من مطياف الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية وأشعة غاما لدراسة الجيولوجيا. يجب أن يكون المسبار القمري الرادار أعمق في الأمعاء.



رافق Kaguya قمران صغيران تابعين أوكينا وأونا ، يزن كل منهما 53 كجم. بفضلهم ، كان من الممكن التحقيق في عدم تجانس مجال الجاذبية على الجانب العكسي - لتجميع خريطة أكثر تفصيلاً للبنائين. طار Kaguya لأول مرة على ارتفاع 100 كم ، ثم انخفض إلى 50 كم ، وأطلق لقطات رائعة من المناظر الطبيعية القمرية ، وغروبًا جميلًا للأرض ، ولكن لم يكن بإمكانه رؤية Apollo أو Lunokhods - لم تكن دقة الكاميرا كافية.



على مدار عامين من تشغيل Kaguya ، تمكن الجهاز من الحصول على مجموعة غنية من البيانات من أجهزتهم ، أولئك الذين يرغبون في مشاهدة الصور ومقاطع الفيديو من مدار القمر. مفتوح للجميع وأرشيف المعلومات العلمية - لا أريد أن آخذها.

بعد Kaguya ، وصل الوافدون الجدد إلى القمر: الهنود والصينيون. إنهم الآن يتكشفون عن سباق قمري كامل ، في وضع بدون طيار.

في عام 2008 ، تم إطلاق أول مهمة أوتوماتيكية في الفضاء البعيد للهند ، Chandrayaan-1 ، إلى القمر.



حمل الجهاز عدة أجهزة هندية وعدة أجنبية ، من بينها أجهزة قياس طيف الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية. تم تركيب كاميرا ستريو على متنها ، مما أدى إلى تصوير السطح بتفاصيل تصل إلى 5 أمتار.



تم إجراء دراسة مثيرة للاهتمام بواسطة جهاز أمريكي - رادار صغيرمع شبكة الفتحة المركبة. أراد العلماء معرفة احتياطيات الجليد في القطبين القمريين. بعد عدة أشهر من العمل ، تم فحص القطبين بشكل صحيح وكانت التقارير الأولى متفائلة للغاية.

حدد الرادار تشتت الموجات الراديوية على عناصر مختلفة من الإغاثة. يمكن أن يحدث معامل الانتثار المتزايد على عناصر الصخور المجزأة ، كما هو مكتوب في تقارير الخشونة - الخشونة. يمكن أن يسبب تأثير مماثل رواسب الجليد. كشف تحليل المناطق القطبية عن نوعين من الحفر التي أظهرت درجة عالية من التشتت. النوع الأول هو الفوهات الصغيرة ، حيث قاموا بتوزيع شعاع الراديو ليس فقط في الأسفل ، ولكن أيضًا حولهم ، أي على الصخرة التي ألقيت خلال سقوط الكويكب. هناك نوع آخر من فوهة البركان وهو "غير طبيعي" ، وهي إشارات متناثرة في الأسفل فقط. علاوة على ذلك ، لوحظ أن معظم هذه الحفر غير الطبيعية في الظل العميق ، حيث لا تسقط أشعة الشمس أبدًا. في الجزء السفلي من هذه الحفر ، تم تسجيل درجة الحرارة ، وربما تكون الأدنى على سطح القمر ، 25 كلفن. اختتم علماء وكالة ناساما يراه الرادار على منحدرات الرواسب الجليدية "غير المنتظمة".



أكدت تقديرات رواسب الجليد وفقًا لبيانات رادار Chandrayaan-1 تقريبًا تقديرات كاشف النيوترون Lunar Prospector - 600 مليون طن.

في وقت لاحق ، أجرى العلماء الصينيون دراستهم المستقلة بناءً على بيانات Chandrayaan-1 و LRO وخلصوا إلى أن الحفر "العادية" و "غير الطبيعية" على القمر لا تختلف في معامل التشتت في القطبين أو خط الاستواء حيث لا يتوقع الجليد. وأشاروا إلى أن دراسة من الأرض باستخدام التلسكوب الراديوي Arecibo لم تكشف عن أي رواسب جليدية. حتى تظل احتياطيات الماء على سطح الأرض سراً ولا تزال تنتظر اكتشافها.

حمل Chandrayaan-1 جهازًا آخر مثيرًا للاهتمام - Moon Mineralogy Mapper - مقياس طيف الأشعة تحت الحمراء لرسم الخرائط الجيولوجية للقمر بدقة عالية. كما أعطى نتائج متضاربة. أولاً ، أكدت مرة أخرى المحتوى المتزايد من الماء أو المعادن المحتوية على الهيدروجين في المناطق القطبية. ثانيًا ، وجد علامات على الماء والهيدروكسيل في الأماكن التي لم يظهر فيها المنقب القمري أي علامات على زيادة محتوى الهيدروجين.



تكمن المشكلة في مخطط خرائط Moon Mineralogy في أنه حلل حرفياً المليمترات العلوية للتربة ، والماء الذي وجده قد يكون نتيجة لتأثير الرياح الشمسية على قمر القمر ، ولا يشير إلى رواسب غنية في الأمعاء.



لسوء الحظ ، توقفت مهمة Chandrayaan-1 في وقت أبكر مما كان مقرراً بسبب عطل فني على الجهاز - لم يعمل لمدة عام. تستعد الهند الآن للقيام بمهمة الهبوط وهبوط مركبة صغيرة على سطح القمر.

أبعد من جميع "الوافدين الجدد" في دراسة القمر ، تقدمت الصين. على حسابه قمرين صناعيين ، واحد على سطح القمر وواحد من التحليق التكنولوجي للقمر مع عودة الكبسولة - لذلك يستعدون لتسليم التربة القمرية ، وفي المستقبل لرحلة مأهولة. سنتحدث عن إنجازاتهم وخططهم ، وكذلك حول برنامج القمر الأمريكي في القرن الحادي والعشرين.

Source: https://habr.com/ru/post/ar382985/