Земля, Луна, космическая биология и многое другое…

Со 2 по 10 августа на базе Московского государственного университета проходил 40-й Международный научный конгресс по космическим исследованиям (КОСПАР), на котором более двух тысяч участников из 50 стран мира представили почти четыре тысячи докладов в области космических исследований.

Сотрудники различных институтов Казанского федерального университета принимали активное участие в работе различных комиссий КОСПАР и представили 14 устных и постерных докладов по вращению, внутреннему строению Луны и организации наблюдений с ее поверхности, исследованию атмосферы и ионосферы Земли, научным биологическим экспериментам на Международной космической станции и другие.

Заместитель директора по внешним связям Астрономической обсерватории им. В.П.Энгельгардта КФУ Александр Гусев рассказал пресс-центру о плодотворной работе, проведенной на Научной ассамблее.

- В структуре проведения ассамблеи, кроме научных сессий, важную роль  играли восемь междисциплинарных лекций, короткое перечисление названий некоторых из них дает представление о переднем крае космических исследований ближнего и дальнего космоса: "Путешествие Вояджера в межзвездную среду", "Планеты около других звезд", "Дорожная карта изучения космической погоды для защиты технологической инфраструктуры Земли", "Мониторинг углеродного цикла Земли из космоса", "Космические обсерватории "Радиоастрон" и "Миллиастрон", "Результаты работы космической миссии "Планк" и марсохода "Curiosity".

В день торжественного открытия (4 июля) 40-й Научной ассамблее КОСПАР  были представлены две публичные лекции "Фундаментальная наука и космические исследования в Московском университете" и "Экстремальные состояния материи на Земле и в космосе", сделанные академиком В.А.Садовничим и академиком В.Е.Фортовым, которые убедительно и наглядно показали возможные фундаментальные направления развития конкурентно способных космических исследований в ведущих российских университетах и РАН.

В этот же день прошла церемония награждения медалями и наградами КОСПАР-2014 пятнадцати ученых из различных стран за выдающийся вклад в космические исследования, среди которых хочется выделить  академика РАН  М.Я.Марова (награда имени сэра Гарри Месси) за фундаментальный вклад в развитие космических исследований, где особо значима роль лидера.

Михаил Яковлевич давно и плодотворно сотрудничает с  КФУ. В настоящее время под его научным руководством готовится международная научная ассамблея по лунно-планетной тематике, которая должна состояться с 1 по 7 июня 2015 года в Казанском федеральном университете.  В структуре планируемой научной Ассамблеи предполагается работа летней школы для студентов и молодых ученых, где будут прочитаны лекции ведущими учеными мира по космической тематике.

В силу своих основных научных интересов автор этой заметки работал в комиссии В: "Система Земля-Луна, планеты и малые тела Солнечной системы". Научная программа по исследованию Луны проводилась в течение четырех дней и оказалась самой интересной, продолжительной и насыщенной на КОСПАРе.

Короткий обзор результатов секции

"Система Земля-Луна, планеты и малые тела Солнечной системы"

За последние семь лет многочисленные лунные миссии из США (LRO, GRAIL, LADEE), Китая (ChangE-1,2,3), Японии (SELENE, Kaguya), Индии (Chandrayaan-1) дали невероятно огромный объем высокоточных научных данных о внутреннем строении Луны, включая жидкое ядро, его гравитационном, магнитном и электрическом поле, геохимическом составе поверхностного слоя, коры, мантии и ядра, огромных залежей водяного льда как на дне затененных кратеров, так и вне их, о детальной топографии видимой морской части и невидимой с Земли обратной горной части Луны, об экзосфере Луны и многое другое.

Топография обратной (невидимой) стороны Луны

После пяти лет непрерывной высокоточной съемки поверхности Луны (LRO, 2009-2014) мы имеем:

1) визуальное подтверждение наличия научной аппаратуры на поверхности Луны, доставленной в рамках российского проекта "Луноход 1,2" и американского "Apollo" в начале семидесятых годов прошлого века,

2) подтверждение современной геологической активности Луны, основанной не только на лунных сейсмических данных периода 1970-1974 (Apollo), но и активных поверхностных геологических проявлений тепловой жизни Луны в настоящее время.

Они не столь красочны и бурны, как на  спутнике Юпитера Ио или на спутнике Сатурна Энцелад, но вполне достаточны для изменения мнения о Луне как о небесном теле, геологически застывшем 3 млрд лет назад. В своей истории поверхность Луны фиксирует не только следы падение астероидов, комет, метеоритов, но и региональные морфологические изменения под действием внутренних геофизических процессов на Луне в современную геологическую эпоху.

Гравитационное поле и его аномалии: масконы

Высокоточные данные по гравитационному полю Луны и его аномалиям (GRAL, 2012) заставили ученых существенно изменить мнение о толщине лунной коры и ее пористости: среднюю толщину лунной коры пришлось уменьшить до 35 километров, а ее пористость увеличить до 5-20%  в зависимости от ее регионов; причем, чем глубже, тем больше. На основе этих данных также был сделан вывод о более сложном строение лунного ядра и нижней мантии.

Луна содержит двухслойное ядро, внутренняя часть которого содержит твердое железное ядро размером 280 километров, а внешняя часть ядра ? жидкая (90 километров), содержащая примеси серы. Нижняя мантия (220 км) разогрета до белого каления, обладает аномальной низкой вязкостью и очень низкой скорость сейсмических волн по сравнению с верхней мантией. Строение Луны все более напоминает внутреннее строение Земли, только в меньших масштабах и диапазонах.

Многочисленные данные российского нейтронного детектора на LRO(2009-2014) указывают на существенные залежи водяного льда не только на  полюсах  Луны, сконцентрированные на дне кратеров, но и на более низких широтах, в реголите, на глубине до 1-2 метров.

Топографическая карта всей Луны

Для объяснения подобного распределения приходится рассматривать теорию появления воды на Луне не только со стороны падающих комет за период в несколько миллиардов лет, но также образование и аккумулирование воды в реголите под действием солнечного ветра в современную эпоху.

Перепад высот на Луне ? 20 километров. Высшая точка на Луне ? выше Эвереста, нижняя точка ? чуть не дотянула до Мариинской впадины.

Все перечисленные выше и многие другие научные данные формируют международную "космическую гонку" по исследованию и научно-техническому освоению Луны в ближайшее десятилетие.  Это китайская лунная программа ChangE-4,5,6 (2015-2020+), российская - Луна-25, 26, 27, 28 (2017-2020+), японская - SELENE-2 (2019), индийская - Chandrayaan-2 (2017), европейская ? Lunar Lander (2018).

Основными целями этих программ являются:

-  доставка на поверхность Луны ландеров и роверов с научным оснащением для проведения геохимических и геофизических исследований,

- установка на поверхности Луны долгоживущих радиомаяков и современных лазерных отражателей большого размера  для навигационных  лунных экспериментов, формирование лунной GPS/GLONASS  системы,

- возврат на Землю лунных образцов из различных регионов Луны, включая ее полярные области, для научных исследований и выбора наилучшего места для организации долговременных лунных баз.

Место посадки китайского зонда ЧангЕ-3 (14 декабрь 2013 г.)

Во многих планируемых российских и международных лунных программах может принять  активное участие Казанский федеральный университет, имея солидный список научных приборов и подготовленные кадры для анализа лунных данных и лунных образцов.

Подводя итоги работы комиссии по лунной тематике на КОСПАРе, участники секции единодушно пришли к мнению, что ученым заново узнают нашу вечную ночную спутницу Луну на  новом научно-технологическом уровне, и открываемые детали ее прошлой, настоящей и будущей жизни становятся все более загадочными и притягательными.