Comment mesurer la lune

Années 1960, l'apogée de la course lunaire. Il est encore totalement incompréhensible que nous ou les Américains soyons les premiers à atterrir sur la lune.

De plus, il n'est pas très clair sur quoi le vaisseau lunaire atterrira - sur une surface dure ou dans un bourbier de poussière. En effet, il existe deux théories concernant la surface de la Lune: celle des «poussières», selon laquelle la Lune est recouverte d'une couche de poussière de plusieurs mètres, et celle des «scories de météores», selon lesquelles les poussières n'ont que quelques millimètres d'épaisseur, sont sur une base solide.

Pour connaître les propriétés de la surface, vous devez faire une pause. Et pour vous allonger, vous devez connaître les propriétés de la surface.

Pour résoudre le problème en URSS, les observations commencent par la méthode de la «lune artificielle». Dans différentes régions de l'Union soviétique, des mâts sont placés sur lesquels des disques d'un diamètre de plusieurs mètres, des lunes artificielles, sont élevés et abaissés.



Le disque était situé sur la montagne, le radiotélescope - sous la montagne.

Début des années 1960 (station de radioastronomie de Zimenki près de Gorki):



Aujourd'hui (Crimée, non loin de Sudak):



Le disque avait les mêmes dimensions angulaires que la Lune et se trouve à la même hauteur au-dessus de l'horizon. La surface du disque était un corps absolument noir pour les ondes radio: à l'



aide d'un radiotélescope, une équipe dirigée par le professeur Vsevolod Sergeyevich Troitsky a mesuré l'intensité des rayons infrarouges et radio du disque. La longueur d'onde variait de 0,87 mm à 70 cm.





Ensuite, le disque a été abaissé, l'émission radio du ciel et de la vraie Lune a été mesurée, par rapport à la norme (rayonnement du disque, dont la température est connue avec précision), et donc la température du satellite de la Terre a été déterminée.



Nous avons déjà mesuré la température. La percée de la méthode a été que la précision de mesure s'est nettement améliorée: de 20% à 1-2%. Et de cela, il était déjà possible de tirer des conclusions de grande envergure:
1) La densité de la matière dans la couche supérieure de la substance lunaire est proche de 0,9-1,2 g / cc. La couche entière est dans un état hautement poreux (50-70%) sous la forme d'un matériau mousseux congelé ayant une conductivité thermique dans la plage de (3-5) * 10 ^-3 W / (m * K).
2) L'angle de perte diélectrique de la matière lunaire sur le micro-ondes est approximativement égal à la perte de bons diélectriques utilisés en technologie.
3) La roche en surface contient en moyenne 57% d'oxyde de silicium (quartz), 16,5% d'alumine (corindon), 7,5% d'oxyde de fer.

Comment déterminer toutes ces caractéristiques d'émission radio?
La séquence était apparemment la suivante:
a) À l'aide du radar, nous avons déterminé le coefficient de réflexion des ondes radio de la surface de la lune (2-4%). Sachant que le coefficient dépend principalement de la densité du matériau et ayant étudié des coefficients similaires pour les roches terrestres (10%), nous sommes arrivés à la conclusion que les roches lunaires sont 2 à 5 fois plus légères que les roches terrestres.
b) À l'aide du radiotélescope, nous avons étudié le bon rayonnement de la Lune à différentes longueurs d'onde et obtenu la température du sol à différentes profondeurs (la puissance d'émission radio est proportionnelle à la température; plus l'onde est longue, plus sa profondeur est grande).
c) Suite à la dynamique des changements de température en profondeur lors des éclipses lunaires, nous avons conclu sur la valeur de la conductivité thermique du sol: elle s'est avérée extrêmement faible et n'a pas évolué jusqu'à une profondeur de plusieurs mètres. Donc, premièrement, cette couche est homogène. Et d'autre part, ce n'est pas de la poussière (la poussière s'autocompacterait sous l'influence de la gravité, et le coefficient de conductivité thermique augmenterait avec la profondeur). Par conséquent, le matériau est une structure de rétention relativement durable.
d) Nous avons étudié la dépendance de l'épaisseur de la couche rayonnante à la longueur d'onde et l'avons comparée à des paramètres similaires des roches terrestres. Nous sommes arrivés à la conclusion qu'il n'y a pas d'impuretés de fer fragmenté (météore) sur la Lune, car cela violerait la linéarité de la dépendance. Et il a été établi que la composition la plus proche de la "Lunite" est le granite terrestre, le gabbro, la diorite et le tuf volcanique. Mais, apparemment, avec une structure différente (poreuse) expliquant la faible conductivité thermique.

Voici V.S.Troitsky et ses collègues eux-mêmes racontent (Troitsky apparaît à 16h07):



Pour évaluer l'exactitude des conclusions de Troitsky, je citerai des extraits d'études en laboratoire sur le régolithe, effectuées après avoir prélevé des échantillons sur la Lune et les avoir livrés sur Terre:
1) Poids en vrac 1,0–2,0 g / cc. Une très grande friabilité est caractéristique: porosité de l'ordre de 50%. La conductivité thermique est (8-13) * 10 ^-3 W / (m * K).
2) Le régolite est un bon diélectrique, sa constante diélectrique est de 3,36.
3) La composition chimique varie fortement en fonction du lieu de prélèvement: silice 47-76%, alumine 12-19%, oxyde de fer 2-12%.

En février 1966, la station Luna-9 de 100 kilogrammes a effectué le premier atterrissage en douceur sur un autre corps céleste.
Les photographies ont montré qu'il n'y avait pas de couverture poussiéreuse épaisse et lâche sur le site d'atterrissage dans laquelle le vaisseau lunaire pouvait couler, que la couche de surface avait une capacité portante suffisamment élevée et que le principal danger lors de l'atterrissage de l'appareil ne serait apparemment pas une couche de poussière, mais terrain accidenté.

En fait, Troitsky:



la même personne sur la base de laquelle S.P. Korolev, quand il a écrit son fameux
«Débarquement d'un navire lunaire, il faut compter sur un sol assez solide comme la pierre ponce».

1. Progrès en sciences physiques, 1963
2. Troitsky VS, "Radio surveillance des planètes et satellites", 1983
3. Photos de l'état actuel de l'installation d'ici .

Source: https://habr.com/ru/post/fr391505/