Como medir la luna

1960, el apogeo de la carrera lunar. Todavía es completamente incomprensible si nosotros o los estadounidenses somos los primeros en aterrizar en la luna.

Además, no está muy claro en qué aterrizará la nave lunar: en una superficie dura o en un pantano de polvo. De hecho, hay dos teorías con respecto a la superficie de la Luna: la "polvo", según la cual la Luna está cubierta con una capa de polvo de muchos metros, y la "escoria de meteorito", según la cual el polvo tiene solo unos pocos milímetros de espesor, tiene una base sólida.

Para conocer las propiedades de la superficie, debe tomar un descanso. Y para acostarse, debe conocer las propiedades de la superficie.

Para resolver el problema en la URSS, se comienzan las observaciones utilizando el método de "luna artificial". En diferentes regiones de la Unión Soviética, se colocan mástiles en los que se suben y bajan discos con un diámetro de varios metros, lunas artificiales.



El disco estaba ubicado en la montaña, el radiotelescopio, debajo de la montaña.

Principios de la década de 1960 (estación de radioastronomía Zimenki cerca de Gorki):



Hoy (Crimea, no lejos de Sudak):



el disco tenía las mismas dimensiones angulares que la Luna y está a la misma altura sobre el horizonte. La superficie del disco era un cuerpo absolutamente negro para las ondas de radio:



utilizando un radiotelescopio, un equipo dirigido por el profesor Vsevolod Sergeyevich Troitsky midió la intensidad de la radiación infrarroja y de radio del disco. La longitud de onda varió de 0,87 mm a 70 cm.





Luego se bajó el disco, se midió la emisión de radio del cielo y la Luna real, en comparación con el estándar (radiación del disco, cuya temperatura se conoce con precisión), y así se determinó la temperatura del satélite terrestre.



Medimos la temperatura antes. El avance del método fue que la precisión de la medición mejoró notablemente: del 20% al 1-2%. Y de esto ya era posible sacar conclusiones de largo alcance:
1) La densidad de la materia en la capa superior de la sustancia de la Luna está cerca de 0.9-1.2 g / cc. Toda la capa está en un estado altamente poroso (50-70%) en forma de material espumoso congelado que tiene conductividad térmica en el rango de (3-5) * 10 ^-3 W / (m * K).
2) El ángulo de pérdida dieléctrica de la materia lunar en el microondas es aproximadamente igual a la pérdida en buenos dieléctricos utilizados en tecnología.
3) La roca en la superficie en promedio contiene 57% de óxido de silicio (cuarzo), 16.5% de alúmina (corindón), 7.5% de óxido de hierro.

¿Cómo se pueden determinar todas estas características de emisión de radio?
La secuencia, aparentemente, fue la siguiente:
a) Usando el radar, determinamos el coeficiente de reflexión de las ondas de radio desde la superficie de la luna (2-4%). Sabiendo que el coeficiente depende principalmente de la densidad del material y habiendo estudiado coeficientes similares para las rocas terrestres (10%), llegamos a la conclusión de que las rocas lunares son 2-5 veces más ligeras que las terrestres.
b) Utilizando un radiotelescopio, estudiamos la radiación apropiada de la Luna a diferentes longitudes de onda y obtuvimos la temperatura del suelo a diferentes profundidades (la potencia de emisión de radio es proporcional a la temperatura; cuanto más larga es la onda, mayor es la profundidad de la que proviene).
c) Siguiendo la dinámica de los cambios de temperatura en profundidad durante los eclipses lunares, concluimos sobre el valor de la conductividad térmica del suelo: resultó ser extremadamente pequeño y no cambió a una profundidad de varios metros. Entonces, en primer lugar, esta capa es homogénea. Y en segundo lugar, no es polvo (el polvo se autocompactaría bajo la influencia de la gravedad, y el coeficiente de conductividad térmica aumentaría con la profundidad). Por lo tanto, el material es relativamente duradero y retiene la estructura.
d) Estudiamos la dependencia del grosor de la capa radiante con respecto a la longitud de onda y la comparamos con parámetros similares de rocas terrestres. Llegamos a la conclusión de que no hay impurezas de hierro fragmentado (meteorito) en la Luna, porque Esto rompería la linealidad de la dependencia. Y se estableció que la composición más cercana a la "Lunita" son granito terrestre, gabro, diorita y tobas volcánicas. Pero, aparentemente, con una estructura diferente (porosa) que explica la baja conductividad térmica.

Aquí V.S.Troitsky y sus colegas dicen (Troitsky aparece a las 16:07):



Para evaluar la precisión de las conclusiones de Troitsky, citaré extractos de estudios de laboratorio de regolito, realizados después de tomar muestras en la Luna y entregarlas a la Tierra:
1) Peso a granel 1.0–2.0 g / cc. La friabilidad muy grande es característica: porosidad en la región del 50%. La conductividad térmica es (8-13) * ^10-3 W / (m * K).
2) Regolite es un buen dieléctrico, su constante dieléctrica es 3.36.
3) La composición química varía mucho según el lugar de muestreo: sílice 47-76%, alúmina 12-19%, óxido de hierro 2-12%.

En febrero de 1966, la estación Luna-9 de 100 kilogramos realizó el primer aterrizaje suave en otro cuerpo celeste.
Las fotografías mostraron que en el lugar de aterrizaje no había una cubierta polvorienta gruesa y suelta en la que la nave lunar pudiera hundirse, que la capa superficial tiene una capacidad de carga lo suficientemente alta y que el principal peligro al aterrizar el aparato, aparentemente, no sería una capa de polvo, sino terreno irregular.

En realidad, Troitsky:



la misma persona en cuya opinión se basaba S.P. Korolev, cuando escribió su famoso
"Desembarco de un barco lunar, uno debe contar con tierra bastante dura como piedra pómez".

1. Avances en ciencias físicas, 1963
2. Troitsky VS, "Radio vigilancia de planetas y satélites", 1983
3. Fotos del estado actual de la instalación desde aquí .

Source: https://habr.com/ru/post/es391505/