Сколько могут сохраняться следы астронавтов на Луне

Следы астронавтов на Луне появились более полувека назад, но условия на её поверхности позволяют им сохраняться намного дольше любых отпечатков на Земле. Там нет дождя, текущей воды и привычного нам ветра, способных быстро разрушить следы.

Однако Луна не является полностью неизменным миром. Её поверхность постоянно подвергается воздействию микрометеоритов, солнечного ветра, космического излучения и огромных перепадов температуры.

Поэтому отпечатки способны существовать очень долго, возможно миллионы лет, но постепенно они всё же будут становиться менее чёткими.

На Луне побывали двенадцать человек

В период с 1969 по 1972 год NASA провело шесть успешных экспедиций с высадкой людей на поверхность Луны:

• Apollo 11;
• Apollo 12;
• Apollo 14;
• Apollo 15;
• Apollo 16;
• Apollo 17.

В каждой из них по поверхности ходили два астронавта. Всего на Луне побывали двенадцать человек.

Первым 21 июля 1969 года по всемирному координированному времени на поверхность ступил Нил Армстронг. Вскоре к нему присоединился Эдвин «Базз» Олдрин.

Последними людьми, работавшими на Луне, стали Юджин Сернан и Харрисон Шмитт из экспедиции Apollo 17 в декабре 1972 года.

Во время шести миссий астронавты оставили огромное количество следов возле посадочных модулей, научных приборов и мест сбора образцов. Участники поздних экспедиций также передвигались на лунных автомобилях, оставив протяжённые колеи.

Отпечатки появились в лунном реголите

Поверхность Луны покрыта реголитом — слоем раздробленных горных пород, минеральных частиц, стекла и мелкой пыли.

Он образовывался в течение миллиардов лет под ударами метеоритов. Поскольку на Луне почти нет атмосферы, даже небольшие космические частицы достигают поверхности с высокой скоростью и постепенно разрушают камни.

Частицы лунного реголита отличаются от песчинок, обработанных земной водой и ветром. Многие из них имеют острые, неровные края и легко сцепляются друг с другом при сжатии.

Под весом астронавта подошва ботинка уплотняла рыхлый верхний слой. Реголит сохранял форму рельефного протектора, благодаря чему возникали хорошо различимые отпечатки.

Одну из самых известных фотографий следа сделал Базз Олдрин. Снимок использовался не только как эффектный кадр, но и для изучения механических свойств лунного грунта.

Земная погода уничтожила бы следы быстро

На нашей планете поверхность постоянно меняется. Дождевые капли размывают почву, ветер переносит песок и пыль, снег скрывает рельеф, а растения и животные нарушают верхний слой грунта.

Даже если погода остаётся спокойной, отпечаток постепенно разрушают изменения влажности, движение микроорганизмов и колебания температуры.

На Луне нет плотной атмосферы и связанной с ней погоды. По поверхности не проходят воздушные потоки, там не выпадает дождь и не текут реки.

Нет также животных, растений и микроорганизмов, которые могли бы изменить грунт. Поэтому после отлёта астронавтов следы не подверглись большинству привычных земных воздействий.

Атмосфера у Луны всё же существует

Фразу «у Луны нет атмосферы» часто используют для простоты. Технически вокруг неё существует чрезвычайно разреженная газовая оболочка, называемая экзосферой.

Количество частиц в ней настолько мало, что они почти не сталкиваются друг с другом и не создают погоду. Там не может возникнуть ветер, способный переносить пыль так же, как на Земле.

Поэтому экзосфера практически не влияет на сохранность отпечатков. Для объяснения их долговечности Луну допустимо называть безвоздушным небесным телом, но абсолютным вакуумом пространство возле поверхности не является.

Микрометеориты медленно перемешивают грунт

Главным естественным процессом, способным постепенно стирать следы, являются удары космических частиц.

Крупные метеориты образуют заметные кратеры, но встречаются сравнительно редко. Микрометеориты падают гораздо чаще и повреждают очень небольшие участки.

Каждый удар выбрасывает частицы реголита, дробит их и перемещает на новое место. За длительные промежутки времени этот процесс перемешивает верхний слой поверхности. Учёные называют его «садоводством» реголита.

Отдельный микрометеорит способен сразу повредить часть отпечатка. Если прямого попадания не произойдёт, множество мелких воздействий будет постепенно сглаживать его контуры.

Процесс идёт чрезвычайно медленно, поэтому следы могут сохраняться намного дольше человеческой жизни и всей истории цивилизации. Но назвать точный срок исчезновения каждого отпечатка невозможно.

Солнечный ветер изменяет поверхность

Луна не защищена плотной атмосферой и глобальным магнитным полем, подобным земному. Её поверхность непосредственно подвергается воздействию солнечного ветра — потока заряженных частиц от Солнца.

Это воздействие постепенно меняет физические и оптические свойства зёрен реголита. Поверхность темнеет и подвергается так называемому космическому выветриванию.

Солнечный ветер сам по себе не сдувает отпечаток, поскольку не является ветром в земном понимании. Однако вместе с микрометеоритами он медленно преобразует верхний слой лунного грунта.

Космическое излучение также разрушает и изменяет оставленные материалы, но его влияние на форму углубления в реголите значительно менее заметно, чем удары частиц.

Перепады температуры сильнее действуют на предметы

В районе лунного экватора поверхность днём сильно нагревается, а ночью охлаждается до очень низкой температуры. Один цикл дня и ночи на Луне продолжается приблизительно 29,5 земных суток.

Расширение и сжатие материалов при постоянных температурных перепадах могут постепенно повреждать оборудование, детали посадочных модулей и другие предметы.

Ультрафиолетовое излучение разрушает краску, пластмассы и ткани. Поэтому нельзя считать, что флаги и оборудование сохраняются в первоначальном состоянии только благодаря отсутствию дождя.

На отпечатки в грунте температурные изменения влияют значительно слабее. Реголит уже пережил огромное количество таких циклов до прибытия людей.

На местах посадок осталось много предметов

Астронавты доставили на Землю образцы лунных пород и грунта, но для уменьшения массы взлётной части оставили на поверхности большое количество оборудования.

В местах посадок находятся:

• нижние ступени лунных модулей;
• научные приборы;
• телевизионные камеры;
• отражатели для лазерных измерений;
• инструменты и упаковочные материалы;
• лунные автомобили трёх последних экспедиций;
• следы ботинок и колеи;
• американские флаги.

Некоторые приборы давно прекратили работу. Однако установленные несколькими экспедициями лазерные отражатели до сих пор позволяют проводить измерения расстояния между Землёй и Луной.

Для этого обсерватория направляет короткий лазерный импульс к отражателю и регистрирует небольшую часть света, вернувшегося обратно.

Состояние флагов точно неизвестно

Возле каждого места посадки Apollo был установлен американский флаг. Часто утверждается, что все флаги сохранились, но непосредственно рассмотреть их состояние с орбиты невозможно.

По данным анализа снимков и теней, несколько флагов могли оставаться в вертикальном положении спустя десятилетия. Флаг Apollo 11, вероятнее всего, упал во время взлёта лунного модуля — об этом сообщал Базз Олдрин.

Даже сохранившиеся полотнища подвергались сильному ультрафиолетовому излучению и температурным перепадам. Материал мог выцвести, стать хрупким или частично разрушиться.

Поэтому выражение «флаги до сих пор стоят как новые» не имеет подтверждения.

Орбитальные аппараты увидели места посадок

Камера Lunar Reconnaissance Orbiter получила подробные снимки всех шести районов высадки людей.

На них различимы нижние ступени лунных модулей, научные приборы, лунные автомобили и тёмные дорожки, возникшие там, где астронавты многократно проходили по поверхности.

Однако отдельный человеческий отпечаток намного меньше одного пикселя таких изображений. Утверждать по орбитальным фотографиям, что конкретный след сохранился без изменений, нельзя.

Тёмные линии показывают изменённый астронавтами реголит и общие маршруты движения. Они являются важным подтверждением расположения объектов, но не фотографиями отдельных подошв.

Увидеть следы с Земли невозможно

Даже крупнейшие наземные телескопы не обладают разрешением, необходимым для наблюдения посадочных модулей или следов.

Расстояние до Луны в среднем составляет около 384 400 километров. Размер оставленных объектов слишком мал, чтобы различить их с Земли как отдельные детали.

Космический телескоп, работающий возле Земли, также не обязательно увидит эти предметы. Его способность различать мелкие детали определяется диаметром зеркала, длиной волны и расстоянием до объекта.

Lunar Reconnaissance Orbiter получает подробные изображения потому, что летает непосредственно над лунной поверхностью на сравнительно небольшой высоте.

Новые экспедиции могут повредить исторические места

Будущая человеческая деятельность способна изменить следы намного быстрее естественных процессов.

Поток газов из ракетного двигателя поднимает лунную пыль и переносит её на значительное расстояние. Посадка аппарата слишком близко к историческому объекту может засыпать отпечатки или повредить оборудование частицами грунта.

Следы также могут быть уничтожены колёсами нового лунохода или ногами следующих астронавтов.

Поэтому места посадок Apollo рассматриваются как уникальные объекты истории и археологии. Космические организации разрабатывают рекомендации по безопасным расстояниям и маршрутам движения возле них.

Наибольшую угрозу знаменитым отпечаткам в обозримом будущем может создать не природа, а возвращение людей на Луну.

Точный срок сохранности определить нельзя

В популярной литературе часто встречается утверждение, что следы останутся на миллионы или даже сотни миллионов лет. Такие оценки подчёркивают медленную скорость изменения поверхности, но не являются точным сроком для каждого отпечатка.

Прямое попадание небольшого метеорита способно разрушить след намного раньше. Другой отпечаток, расположенный в более защищённом месте, может сохраниться значительно дольше.

Размер частиц, глубина следа, свойства грунта и интенсивность микрометеоритных ударов также различаются.

Поэтому научно аккуратнее говорить, что отпечатки могут существовать очень долго и будут разрушаться постепенно, а не указывать определённую дату их исчезновения.

Луна хранит историю, но не остаётся неизменной

Следы астронавтов на Луне сохраняются благодаря отсутствию дождя, рек, животных и атмосферного ветра. Уплотнённый ботинками реголит не подвергается быстрому земному разрушению.

Тем не менее микрометеориты постепенно перемешивают поверхность, солнечный ветер изменяет частицы, а будущие посадочные аппараты способны поднять большие объёмы пыли.

Мы не можем рассмотреть отдельные отпечатки с Земли или на современных орбитальных снимках. Но расположение посадочных модулей, приборов, лунных автомобилей и дорожек передвижения хорошо видно на фотографиях LRO.

Эти места остаются уникальными памятниками первого периода освоения другого небесного тела и нуждаются в защите во время будущих лунных экспедиций.