«Шанс понять, как развивалась Земля»
Впервые за 44 года на Землю будет доставлен лунный грунт: китайская миссия «Чанъэ-5» везет 2 килограмма реголита. О том, какие открытия ожидают нас в ближайшее время, насколько опасна для человека лунная пыль и чем отличается «американский» лунный грунт от «советского», «Огонек» разузнал у геолога Светланы Демидовой, сотрудника лаборатории метеоритики и космохимии института геохимии и аналитической химии (ГЕОХИ) РАН, в котором хранятся российские лунные образцы.
— Светлана Ивановна, чего ждут ученые от новой порции лунного грунта, которую доставляет на Землю миссия, названная именем китайской богини Луны?
— Любая лунная экспедиция очень информативна для ученых. «Чанъэ-5» добыла грунт из Океана Бурь — это северо-западная часть Луны. Там располагается чрезвычайно интересная вулканическая провинция, где находятся молодые базальты. Молодые они, конечно, по лунным меркам: речь о возрасте порядка миллиарда или 2 миллиардов лет. Такие юные базальты могут дать массу информации о самых последних этапах лунного магматизма (совокупность процессов, связанных с деятельностью магмы.— «О»).
Дело в том, что Луна — очень древнее тело, которое рано законсервировалось, то есть, в отличие от Земли, здесь давно закончился процесс вулканической деятельности. Изучая Луну, мы можем получить информацию об эволюции планетных тел, в том числе и Земли, о ее ранних стадиях развития, когда на нее еще не влияли ни атмосфера, ни гидросфера. Это чрезвычайно интересно, так что китайцы не случайно выбрали именно это место для забора образцов.
— А откуда привозили образцы до этой экспедиции?
— Из самых разных мест. Например, советские «Луны» брали образцы из восточной части, из Моря Изобилия, Моря Кризисов и материковой части между этими двумя морями. «Аполлоны» привозили грунт из Моря Спокойствия, окраины Моря Дождей и в том числе из Океана Бурь, но совсем из другой провинции. То есть «Чанъэ-5» привезла образец с видимой стороны Луны, но это будет область, расположенная далеко от тех мест, где образцы брали ранее.
— Если эта область столь интересна, то почему российская лунная программа ориентирована на полюса Луны? Из-за воды?
— Да, это очень популярное новое направление в исследованиях. Информация о том, что на полюсах нашего спутника может быть немного воды, появилась в последние годы. С этим связан возросший интерес к Луне, который подстегивает и то, что получили мощное развитие новые способы исследования самих образцов, например, изотопные методы, локальные методы исследования химического состава. Теперь для анализа требуется все меньшее количество образца. Более того, некоторые анализы производятся in situ (в переводе с латыни «на месте».— «О»), то есть информацию о составе можно получить, имея в наличии буквально крупинку вещества.
— А что мы можем узнать, исследуя образец?
— Помимо состава мы можем понять, как он образовался и что с ним происходило. Так как на Луне нет атмосферы, там очень богатая ударная история, то есть история формирования небесного тела под влиянием бомбардировки астероидами, метеоритами, кометами.
— Как выглядит доставка лунного грунта в современных условиях? Каковы при этом меры предосторожности?
— За основу китайцы взяли методику забора и доставки грунта нашей «Луны-24» — последней советской автоматической межпланетной станции, запущенной в 1976 году. Согласно этой методике, образцы везут в закрытом контейнере, а после доставки на Землю он вскрывается в атмосфере азота или гелия, чтобы сохранить его первичные характеристики и не допустить контакта с атмосферой. В земном воздухе много воды, а лунный грунт очень гигроскопичен, то есть моментально впитывает влагу, так как он очень мелкозернистый: средний размер зерен порядка 80 микрон. Так что все доставленные лунные образцы на Земле хранятся в запечатанном виде в атмосфере чистого азота или гелия и у нас, и за рубежом. Предполагаю, китайцы поступят так же.
— А как же тогда с ними работать?
— Первые работы с образцами проводились в атмосфере азота, для этого была создана специальная камера. И сейчас, когда грунт достают для каких-то исследований, он находится на открытом воздухе очень небольшой период времени — его стремятся защитить от воздействия земной атмосферы и сохранить неизмененным. Это что касается лунного грунта. Исследования же отдельных фрагментов пород проводят таким же способом, как и земных пород, в обычных помещениях.
— Особенное опасение у ученых вызывает лунная пыль. В одном из интервью «Огоньку» (№20 за 2019 год) академик РАН Лев Зеленый говорил, что именно пыль ставит под угрозу все долгосрочные миссии на Луну. Да и американские астронавты отмечали, что пыль «словно поселяется в каждой щелочке космического корабля и в каждой поре вашей кожи»…
— Имеется в виду, по-видимому, все-таки самая мелкая фракция реголита. Американские космонавты ведь отдельно собирали и крупные фрагменты камней, но по большей части все доставленные лунные образцы, которые есть у нас на Земле,— это лунный реголит, верхний обломочный слой. Это очень мелкий и рыхлый материал, с редкими вкраплениями более крупных частичек. Так что можно даже сказать, что весь реголит выглядит как пыль. Отдельную частичку рассмотреть глазом тут не удастся за редким исключением. Опасность такой пыли в том, что из-за ударных преобразований там очень много стекла и его осколков. То есть пылинки представляют собой маленькие острые осколки, поэтому они вездесущии очень агрессивны для космических аппаратов.
— Китайская добыча — тоже реголит?
— Думаю, да. Вся Луна покрыта слоем реголита, но в той области, куда они прилунились, его немного меньше — мы уже говорили про молодые базальты, а реголит образуется в результате ударных событий, перемешивания, плавления, разрушения и снова перемешивания, и все это на протяжении миллиардов лет. К слову, чтобы привезти более крупные куски камней, требуются дополнительные усилия.
— Тот объем грунта, который получен «Чанъэ-5», сопоставим с нынешними земными коллекциями?
— Планировалось, что доставят на Землю около 2 килограммов образцов. Все советские «Луны» привезли порядка 300 граммов. Примерно половина этих образцов хранится у нас в Институте геохимии и аналитической химии РАН запечатанной в металлические контейнеры — для потомков. Такое решение было принято сразу в 1970-е, как только реголит доставили в СССР. Другую половину разделили для исследований на фракции, именно этим материалом делились и с другими странами.
— До какого времени будет храниться то, что «для потомков»?
— Никто не знает, видимо, до тех пор, пока не будет принято соответствующее решение. Но у нас для работы все еще есть остатки той части, которая изначально предназначалась для изучения. Американцы, кстати, поступили со своей коллекцией так же, хотя у них образцов доставили несравнимо больше — порядка 300 килограммов.