Исследование Луны - Exploration of the Moon
Физический исследование Луны началось, когда Луна 2, а Космический зонд запущен Советский Союз, оказал воздействие на поверхность Луна 14 сентября 1959 года. До этого единственным доступным средством исследования было наблюдение с Земли. Изобретение оптический телескоп сделал первый скачок в качестве лунных наблюдений. Галилео Галилей обычно считается первым человеком, который использовал телескоп в астрономических целях; сделав свой телескоп в 1609 году, горы и кратеры на лунная поверхность были одними из первых его наблюдений с его использованием.
НАСА с Программа Аполлон была единственной программой успешно высадить людей на Луну, что было сделано шесть раз. Первая посадка состоялась в 1969 году, когда два Аполлон-11 космонавты разместили научные инструменты и вернули лунные образцы на Землю.
Первая беспилотная посадка на обратная сторона луны был сделан китайским космическим кораблем Чанъэ 4 в начале 2019 года, который успешно развернул Юту-2 луноход.
Перед космическим полетом
В древнегреческий философ Анаксагор (ум. 428 г. до н.э.) рассуждал, что Солнце и Луна были гигантскими сферическими камнями, и что последние отражали свет первых. Его нерелигиозный взгляд на небеса стал одной из причин его заключения и последующего изгнания.[1] В его книге На лице в сфере Луны, Плутарх предположил, что на Луне есть глубокие впадины, в которые не проникает свет Солнца, и что пятна представляют собой не что иное, как тени рек или глубокие пропасти. Он также допускал возможность обитания Луны. Аристарх пошел еще дальше и вычислил расстояние с Земли вместе с его размером, получив значение в 20 раз больше Радиус Земли для расстояния (реальное значение 60; радиус Земли был приблизительно известен с Эратосфен ).
Хотя китайцы династия Хан (202 г. до н.э. – 202 г. н.э.) считали, что Луна представляет собой энергию, приравненную к ци, их теория «излучающего влияния» признала, что свет Луны был просто отражением Солнца (упомянутого выше Анаксагором).[2] Это было поддержано основными мыслителями, такими как Цзин Фан,[2] отметившие шарообразность Луны.[2] Шен Куо (1031–1095) Династия Сун (960–1279) создал аллегорию, приравнивающую растущую и убывающую луну к круглому световому шару из серебра, который, если его залить белым порошком и посмотреть сбоку, будет казаться полумесяцем.[2]
К 499 году нашей эры индийский астроном Арьябхата упоминается в его Арьябхатия именно отраженный солнечный свет заставляет сиять Луну.[3]
Хабаш аль-Хасиб аль-Марвази, а Персидский астроном, провели различные наблюдения на Обсерватория Аль-Шаммисия в Багдад между 825 и 835 годами нашей эры.[4] Используя эти наблюдения, он оценил диаметр Луны в 3037 км (эквивалент 1519 км радиуса) и расстояние от Земли до 346 345 км (215 209 миль), что близко к принятым в настоящее время значениям.[4] В 11 веке Исламский физик, Альхазен, исследовал свет луны, что он доказал через экспериментирование происходит из Солнечный лучик и правильно пришел к выводу, что он «излучает свет из тех частей своей поверхности, на которые падает солнечный свет».[5]
Посредством Средний возраст до изобретения телескопа все большее число людей начинало распознавать Луну как сферу, хотя многие считали ее «идеально гладкой».[6] В 1609 г. Галилео Галилей нарисовал один из первых телескопических рисунков Луны в своей книге Сидерей Нунций и отметил, что он не был гладким, но имел горы и кратеры. Позже, в 17 веке, Джованни Баттиста Риччоли и Франческо Мария Гримальди нарисовал карту Луны и дал многим кратерам названия, которые они носят до сих пор. На картах темные участки поверхности Луны назывались Мария (единственное число кобыла) или моря, а светлые части назывались Terrae или континенты.
Томас Харриот, так же как и Галилей, нарисовали первое телескопическое изображение Луны и наблюдали его в течение нескольких лет. Его рисунки, однако, остались неопубликованными.[7] Первую карту Луны составил бельгийский космограф и астроном. Майкл Флоран ван Лангрен в 1645 г.[7] Два года спустя гораздо более влиятельный труд был опубликован Иоганнес Гевелиус. В 1647 году Гевелий опубликовал Селенография, первый трактат, целиком посвященный Луне. Номенклатура Гевелия, хотя и использовалась в Протестантский страны до восемнадцатого века, была заменена системой, опубликованной в 1651 году, Иезуит астроном Джованни Баттиста Риччоли, который дал большим пятнам, видимым невооруженным глазом, названия морей, а телескопическим пятнам (теперь называемым кратерами) - имена философов и астрономов.[7] В 1753 году хорватский иезуит и астроном Роджер Джозеф Боскович обнаружил отсутствие атмосферы на Луне. В 1824 г. Франц фон Груитхуйзен объяснил образование кратеров в результате метеорит удары.[8]
Возможность того, что Луна содержит растительность и населен селенитами, серьезно рассматривалась крупными астрономами даже в первые десятилетия XIX века. В 1834–1836 гг. Вильгельм Бир и Иоганн Генрих Мэдлер опубликовали свой четырехтомник Mappa Selenographica и книга Der Mond в 1837 году, который твердо подтвердил вывод о том, что на Луне нет водоемов и какой-либо заметной атмосферы.[нужна цитата ]
Космическая гонка
В Холодная война -вдохновленный "космическая гонка " и "Лунная гонка " между Советский Союз и Соединенные Штаты Америки ускоряется с фокусом на Луне. Это включало в себя много научно важных нововведений, таких как первые фотографии тогда еще невидимого обратная сторона луны в 1959 году Советским Союзом и завершился высадкой первых людей на Луну в 1969 году, что широко рассматривается во всем мире как одно из ключевых событий 20-го века, да и всей истории человечества в целом.
Первый искусственный объект, пролетевший мимо Луна был раскручен советский зонд Луна 1 4 января 1959 года и стал первым зондом, достигшим гелиоцентрическая орбита вокруг Солнца.[10] Мало кто знал, что «Луна-1» предназначена для столкновения с поверхностью Луны.
Первым зондом, столкнувшимся с поверхностью Луны, стал советский зонд. Луна 2, совершивший жесткую посадку 14 сентября 1959 года в 21:02:24 UTC. Обратная сторона Луны впервые была сфотографирована 7 октября 1959 года советским зондом. Луна 3. Хотя по сегодняшним меркам они расплывчаты, на фотографиях видно, что обратная сторона Луны почти полностью отсутствует. Мария.
Первый американский зонд, пролетевший мимо Луны, был Пионер 4 4 марта 1959 года, что произошло вскоре после Луны 1. Но это был единственный успех из 8 американских зондов, которые впервые попытались запустить Луну.[11]
Пытаясь конкурировать с этими советскими успехами, президент США Джон Ф. Кеннеди предложил пилотируемую посадку на Луну в Специальное послание Конгрессу о неотложных национальных потребностях:
Пришло время сделать большие шаги - время для большого нового американского предприятия - время для этой страны, чтобы взять на себя явно ведущую роль в космических достижениях, которые во многих отношениях могут быть ключом к нашему будущему на Земле.
... Ибо, хотя мы не можем гарантировать, что однажды станем первыми, мы можем гарантировать, что любая неудача в этих усилиях сохранит нас.... Я считаю, что эта нация должна взять на себя обязательство достичь цели до окончания этого десятилетия - высадить человека на Луну и благополучно вернуть его на Землю. Ни один космический проект в этот период не будет более впечатляющим для человечества или более важным для исследования космоса на большие расстояния; и ни один из них не будет таким трудным или дорогостоящим.
... пусть будет ясно, что я прошу Конгресс и страну принять твердую приверженность новому курсу действий - курсу, который продлится многие годы и повлечет за собой очень большие затраты ...[12] Полный текст
Рейнджер 1 запущен в августе 1961 года, всего через 3 месяца после выступления президента Кеннеди. Было бы еще 3 года и шесть провалились Миссии рейнджеров до тех пор Рейнджер 7 вернул фотографии поверхности Луны крупным планом перед столкновением с ней в июле 1964 года. Ряд проблем с ракетами-носителями, наземным оборудованием и электроникой космических кораблей преследовал Программа рейнджеров и ранние исследовательские миссии в целом. Эти уроки помогли в Маринер 2, единственный успешный космический зонд США после знаменитого выступления Кеннеди на конгрессе и перед его смертью в ноябре 1963 года.[13] НАС. показатели успеха значительно улучшился с Рейнджер 7 вперед.
В 1966 г. в СССР были осуществлены первые мягкие посадки и сделаны первые снимки лунной поверхности во время Луна 9 и Луна 13 миссии.
США последовали за Рейнджером с Сюрвейерская программа[14] отправка семи роботизированный космический корабль к поверхности Луны. Пять из семи космических кораблей совершили мягкую посадку, выясняя, реголит (пыль) была достаточно мелкой, чтобы астронавты могли стоять на Луне.
24 декабря 1968 г. экипаж Аполлон 8, Фрэнк Борман, Джеймс Ловелл и Уильям Андерс, стал первым человеком, который вышел на лунную орбиту и лично увидел обратную сторону Луны. Люди впервые приземлились на Луну 20 июля 1969 года. Первым человеком, ступившим на лунную поверхность, был Нил Армстронг, командующий американской миссией Аполлон-11.
Первый робот луноход высадиться на Луну было советское судно Луноход 1 17 ноября 1970 г. в рамках Программа Лунохода. На сегодняшний день последним человеком, стоявшим на Луне, был Юджин Сернан, кто в составе Аполлон-17 миссия, шла по Луне в декабре 1972 года. Смотрите также: Полный список лунных астронавтов Аполлона.
Образцы лунных пород были возвращены на Землю тремя миссиями Луны (Луна 16, 20, и 24 ) и миссии Аполлона с 11 по 17 (кроме Аполлон-13, который прервал запланированную посадку на Луну). Луна 24 в 1976 г. был последняя лунная миссия либо Советским Союзом, либо США, пока Клементина в 1994 году. Акцент сместился на: зонды к другим планетам, космические станции, а Программа шаттла.
Перед Лунной гонкой у США были предварительные проекты научных и военных лунных баз: Люнекс Проект и Проект Горизонт. Помимо посадок с экипажем, заброшенные Советские пилотируемые лунные программы включало строительство многоцелевой лунной базы "Звезда », первый детальный проект с разработанными макетами экспедиционных машин.[15] и поверхностные модули.[16]
После 1990 г.
В 1990 году Япония посетила Луну с Hiten космический корабль, став третьей страной, вывести объект на орбиту вокруг Луны. Космический корабль выпустил Хагоромо зонд на лунную орбиту, но передатчик вышел из строя, что помешало дальнейшему использованию космического корабля в научных целях. В сентябре 2007 года Япония запустила СЕЛЕН космический корабль с целью «получить научные данные о происхождении и эволюции Луны и разработать технологию для будущего исследования Луны», согласно официальному сайту JAXA.[17]
В Европейское космическое агентство запустил небольшой недорогой лунный орбитальный зонд под названием SMART 1 27 сентября 2003 г. Основная цель SMART 1 заключалась в том, чтобы сделать трехмерные Рентгеновский и инфракрасное изображение поверхности Луны. SMART 1 вышел на луну орбита 15 ноября 2004 г. и продолжал вести наблюдения до 3 сентября 2006 г., когда был намеренно врезан в поверхность Луны с целью изучения ударного шлейфа.[18]
Китай начал Китайская программа исследования Луны для исследования Луны и изучает перспективу добычи полезных ископаемых на Луне, в частности ищет изотоп гелий-3 для использования в качестве источника энергии на Земле.[19] Китай запустил Чанъэ 1 робот лунный орбитальный аппарат 24 октября 2007 г. Изначально запланированная на год миссия, миссия Chang'e 1 оказалась очень успешной и в итоге была продлена еще на четыре месяца. 1 марта 2009 года Chang'e 1 был намеренно сбит с поверхности Луны, завершив 16-месячную миссию. 1 октября 2010 г. Китай запустил Чанъэ 2 лунный орбитальный аппарат. Китай высадил марсоход Чанъэ 3 на Луне 14 декабря 2013 г. стала третьей страной, сделавшей это.[20] Chang'e 3 - первый космический корабль, совершивший мягкую посадку на лунную поверхность с тех пор, как Луна 24 в 1976 году. Поскольку миссия Chang'e 3 была успешной, резервный посадочный модуль Chang'e 4 был переоборудован под новые цели миссии. Китай запустил 7 декабря 2018 г. Чанъэ 4 миссия в лунный край.[21] 3 января 2019 года Chang'e 4 приземлился на обратной стороне Луны.[22] Chang'e 4 развернул Юту-2 луноход, который впоследствии стал текущим рекордсменом по дальности путешествий по поверхности Луны. [23] Среди других открытий Юту-2 обнаружил, что пыль в некоторых местах на обратной стороне Луны достигает глубины 12 метров.[24]
Национальное космическое агентство Индии, Индийская организация космических исследований (ISRO), запущен Чандраяан-1 Лунный орбитальный аппарат без экипажа, 22 октября 2008 года.[25] Первоначально лунный зонд был предназначен для двухлетнего обращения по орбите Луны с научными целями - подготовить трехмерный атлас ближней и дальней стороны Луны и провести химическое и минералогическое картирование лунной поверхности.[26][27] Орбитальный аппарат выпустил Зонд лунного удара который упал на Луну в 15:04 по Гринвичу 14 ноября 2008 г. [28] что делает Индию четвертой страной, достигшей поверхности Луны. Среди многих достижений Чандраяана было открытие повсеместного присутствия молекул воды в лунном грунте.[29] За этой миссией следили Чандраяан-2 который стартовал 22 июля 2019 года и вышел на лунную орбиту 20 августа 2019 года. Chandrayaan-2 также нес первый посадочный модуль и марсоход в Индии, но они совершили аварийную посадку.[30]
В Организация противоракетной обороны и НАСА запустило Клементина миссия в 1994 г. и Лунный изыскатель в 1998 году. НАСА запустило Лунный разведывательный орбитальный аппарат, 18 июня 2009 г., на котором собраны изображения поверхности Луны. На нем также находился спутник наблюдения и зондирования лунных кратеров (LCROSS ), которые исследовали возможность существования воды в Кратер Кабеуса. ГРААЛЬ это еще одна миссия, запущенная в 2011 году.
Первую коммерческую миссию на Луну совершил Лунная миссия Мемориала Манфреда (4M), во главе с LuxSpace, филиал немецкой OHB AG. Миссия была запущена 23 октября 2014 года с китайского испытательного космического корабля Chang'e 5-T1, прикрепленного к разгонной ступени Длинный марш 3C / Ракета G2.[31][32] Космический аппарат 4М пролетел мимо Луны в ночь на 28 октября 2014 года, после чего вышел на эллиптическую околоземную орбиту, превысив расчетный срок службы в четыре раза.[33][34]
В Берешит спускаемый аппарат, управляемый Израильская аэрокосмическая промышленность и SpaceIL упал на Луну 11 апреля 2019 года после неудачной попытки приземления.[35]
Планы
После заброшенных США Программа Созвездие, планы полетов с экипажем, за которыми следуют лунные базы были заявлены Россией, ЕКА, Китай, Япония и Индия. Все они намерены продолжить исследование Луны с помощью большего количества беспилотных космических кораблей.
Китай планировал провести миссия возврата образца с этими Чанъэ 5 космический корабль в 2017 году, но эта миссия была отложена[36] из-за отказа Длинный марш 5 ракета-носитель.[37] Тем не менее, после успешного возвращения в полёт своего Long March 5 в конце декабря 2019 г., Китай нацелился на свои Чанъэ 5 миссия по возвращению образца в конце 2020 года.[38]
Индия может запустить еще одну лунную миссию в 2021 году: Чандраяан-3, и он изучает возможность сотрудничества с Японией для запуска Лунная полярная исследовательская миссия в 2024 г.
Россия также объявила о планах возобновить ранее замороженный проект. Луна-Глоб беспилотный посадочный модуль и орбитальный аппарат, запуск которого запланирован на 2021 год.[39] В 2015 г. Роскосмос заявил, что Россия планирует разместить космонавта на Луне к 2030 году, оставив Марс НАСА. Цель - работать совместно с НАСА и избежать космической гонки.[40] русский Орловский космический корабль на орбиту Луны планируется отправить космонавтов в 2025 году.[41] русский Лунная орбитальная станция затем предлагается совершить полет вокруг Луны после 2030 года.
В 2018 году НАСА опубликовало планы «вернуться на Луну с коммерческими и международными партнерами в рамках общей исследовательской кампании агентства в поддержку Директива по космической политике 1, порождая Программа Artemis и Коммерческие службы лунной полезной нагрузки (CLPS). НАСА планирует начать с роботизированных миссий на поверхности Луны, а также с экипажем Лунные врата. По состоянию на 2019 год НАСА заключает контракты на разработку новых служб доставки небольших лунных полезных нагрузок, разработку лунных посадочных устройств и проведение дополнительных исследований на поверхности Луны перед возвращением человека.[42] Программа Artemis предполагает несколько полетов Космический корабль Орион и высадки на Луну с 2022 по 2028 год.[43][44]
Смотрите также
- Программа Artemis
- Колонизация Луны
- Туризм на Луне
- Лунный форпост (НАСА)
- Международная рабочая группа по исследованию Луны
- Список искусственных объектов на Луне
- Список людей, побывавших на Луне
- Список лунных зондов
- Лунные ресурсы
- Посадка на Луну
- Хронология исследования Солнечной системы
- Юту-2
использованная литература
- ^ О'Коннор, Дж. Дж .; Робертсон, Э. Ф. (февраль 1999 г.). «Анаксагор из Клазомен». Сент-Эндрюсский университет. Получено 12 апреля, 2007.
- ^ а б c d Нидхэм, Джозеф (1986). Математика и науки о небе и земле. Наука и цивилизация в Китае. 3. Тайбэй: пещерные книги. п. 227; 411–416. ISBN 978-0-521-05801-8.
- ^ Хаяси (2008), Арьябхата I
- ^ а б Лангерманн, Ю. Цви (1985). «Книга тел и расстояний Хабаша аль-Хасиба». Центавр. 28 (2): 111–112. Bibcode:1985Цент ... 28..108т. Дои:10.1111 / j.1600-0498.1985.tb00831.x.
- ^ Тумер, Г. Дж. (Декабрь 1964 г.). "Обзор: Ибн аль-Хайтамс Weg zur Physik Матиаса Шрамма ". Исида. 55 (4): 463–465. Дои:10.1086/349914.
- ^ Ван Хелден, А. (1995). "Луна". Проект Галилео. Архивировано из оригинал 23 июня 2004 г.. Получено 12 апреля, 2007.
- ^ а б c «Проект Галилео». Архивировано из оригинал 5 сентября 2007 г.. Получено 14 сентября, 2007.
- ^ Энциклопедия для детей (астрономия). Москва: Аванта +. 1998 г. ISBN 978-5-89501-016-7.
- ^ «Первое изображение Луны, сделанное американским космическим кораблем». Каталог изображений NSAS NSSDC. Получено 7 сентября, 2020.
- ^ «Луна-1». Координированный архив данных космической науки НАСА.
- ^ https://www.nasa.gov/connect/ebooks/beyond_earth_detail.html
- ^ Кеннеди, Джон Ф. (25 мая 1961 г.). Специальное послание Конгрессу о неотложных национальных потребностях (Кинофильм (отрывок)). Бостон, Массачусетс: Президентская библиотека и музей Джона Ф. Кеннеди. Регистрационный номер: TNC: 200; Цифровой идентификатор: TNC-200-2. Получено 1 августа, 2013.
- ^ https://www.nasa.gov/sites/default/files/atoms/files/beyond-earth-tagged.pdf
- ^ https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1964-082A - 24 января 2020 г.
- ^ «ЛЭК Лунный Экспедиционный Комплекс». Astronautix.com. Архивировано из оригинал 8 декабря 2013 г.. Получено 12 июня, 2015.
- ^ «Модуль DLB». Astronautix.com. Архивировано из оригинал 7 января 2014 г.. Получено 12 июня, 2015.
- ^ «Кагуя (СЕЛЕН)». JAXA. Получено 25 июня, 2007.
- ^ «СМАРТ-1 упал на Луну». ЕКА. 4 сентября 2006 г. Архивировано с оригинал 25 октября 2006 г.. Получено 3 сентября, 2006.
- ^ Дэвид, Леонард (4 марта 2003 г.). «Китай обрисовывает свои лунные амбиции». Space.com. Архивировано из оригинал 16 марта 2006 г.. Получено 20 марта, 2006.
- ^ «Технологические достижения и продвижение миссии лунного зонда Чанъэ-3». Наука Китайские технологии Наука. 56 (11): 2702. 2013.
- ^ Китай запускает историческую миссию по высадке на обратной стороне Луны Стивен Кларк, Космический полет сейчас. 07 декабря 2018.
- ^ Девлин, Ханна; Лион, Кейт (3 января 2019 г.). "Обратная сторона Луны: китайский зонд Chang'e 4 совершил историческую посадку". Хранитель. ISSN 0261-3077. Получено 6 июня, 2019.
- ^ Китайский марсоход Farside Moon Rover побил рекорд долголетия на Луне. Леонард Дэвид, Space.com. 12 декабря 2019.
- ^ Морган Макфолл (26 фев 2020) Китайский луноход обнаружил почти 40 футов пыли на обратной стороне Луны
- ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 12 декабря 2008 г.. Получено 22 мая, 2009.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
- ^ "Научные цели Чандраяна-1". Индийская организация космических исследований. Архивировано из оригинал 12 октября 2009 г.
- ^ http://www.deccanherald.com/CONTENT/Sep192008/national2008091890838.asp[постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Индия отправляет зонд на Луну». BBC. 14 ноября 2008 г.. Получено 16 ноября, 2008.
- ^ Лунные миссии обнаруживают воду на Луне В архиве 2009-10-03 на Wayback Machine
- ^ "Чандраяан - 2 Последнее обновление - ISRO". www.isro.gov.in. Получено 7 октября, 2019.
- ^ «Первая коммерческая миссия на Луну из Китая». Космический полет сейчас. 25 октября 2014 г.. Получено 24 июля, 2015.
- ^ "Китай готовит к запуску на следующей неделе лунную миссию". Space.com. 14 октября 2014 г.. Получено 24 июля, 2015.
- ^ «Литиевые батареи Saft обеспечили успех мини-зонду 4M в первой в мире миссии на Луну, финансируемой из частных источников» (Пресс-релиз). Париж: Saft. 21 января 2015 г. Архивировано с оригинал 24 июля 2015 г.. Получено 24 июля, 2015.
- ^ "Облет произошел этой ночью". LuxSpace. 28 октября 2015 г.. Получено 24 июля, 2015.[постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Лидман, Мелани. "Израильский космический корабль" Берешит "врезался в Луну при попытке приземления". www.timesofisrael.com. Получено 7 октября, 2019.
- ^ Новаковски, Томаш (9 августа 2017 г.). "Китай смотрит на пилотируемую посадку на Луну к 2036 году". Получено 17 августа, 2017.
- ^ Джефф Фуст (25 сентября 2017 г.). «Долгая неудача 5 марта с целью отложить китайскую программу исследования Луны». SpaceNews. Получено 17 декабря, 2017.
- ^ Джонс, Эндрю (1 ноября 2019 г.). «Китай нацелен на конец 2020 года для миссии по возврату лунных образцов». SpaceNews. Получено 26 января, 2020.
- ^ Ково, Крейг (4 июня 2006 г.). «Россия планирует амбициозную роботизированную лунную миссию».
- ^ «Россия отправит человека на Луну к 2030 году, оставив Марс НАСА». 27 июня 2015 года.
- ^ «Россия может выбрать первый экипаж для своего космического корабля« Федерация »в следующем году». Spaceflightinsider.com.
- ^ Уорнер, Шерил (30 апреля 2018 г.). «НАСА расширяет планы по исследованию Луны». НАСА. Получено 1 апреля, 2019.
- ^ «Отчет Национальной кампании по исследованию космоса» (PDF ). НАСА. Сентябрь 2018 г.
- ^ "Луна к Марсу | НАСА". Получено 10 июня, 2019.