3.1. Что не так?

Как-то раз я пришел в гости к другу – любителю астрономии. После чаепития он решил порадовать меня новым приобретением – глобусом Луны. Глобус действительно был хорош: большой, с внутренней подсветкой, демонстрирующей названия морей, гор и кратеров. Но мне пришлось огорчить друга, заметив, что у глобуса есть один существенный недостаток. Друг удивился: «Что не так с моим лунным глобусом?»

А вы, друзья, догадались, что не так с этим глобусом Луны?

Рис. 8. Что не так с глобусом Луны?

3.2. Следим за тенью

В научно-фантастической повести Александра Казанцева «Лунная дорога» героиня в разговоре с космонавтом, отправляющимся на Луну, утверждает, что с Земли можно будет следить за перемещением космонавта по поверхности Луны:

В телескоп можно заметить предмет высотой полтора метра… С Земли будут видны ваши движущиеся тени[13].

Насколько правдоподобно это утверждение? Какова максимальная длина тени на шарообразной планете?

3.3. Лунная пыль

В том же произведении описана управляемая с Земли танкетка-луноход с манипуляторами, за работой которой наблюдает героиня повести:

Танкетка ловко маневрировала, ее стальные руки подбрасывали камни, и пыль с них вздымалась долго не оседающим облаком. Эллен едва различала танкетку в пыльном тумане[14].

Затем рядом опустилась прилетевшая с Земли ракета.

Ракета опустилась в облако поднятого ею пепла, туман тысячелетней лунной пыли окутал танкетку мглой… Еще долго пришлось ждать, прежде чем в окнах танкетки стали проступать сначала мутные, потом все более резкие очертания острых лунных скал. Неужели на Луне все так уж медленно падает?[15]

Поразмышляйте и вы над тем, как на Луне оседает подброшенная вверх пыль.

3.4. Что ярче?

Это фото получено сразу после того, как закончилось покрытие Сатурна Луной, случившееся 22 мая 2007 г. Планета вышла из-за лимба (края) дневной стороны Луны.

Рис. 9. Сатурн и Луна: чья поверхность ярче?

Известно, что геометрическое альбедо Сатурна – около 50%, а Луны – около 10%. Следовательно, поверхность Сатурна в пять раз лучше отражает солнечный свет.

Почему же в таком случае поверхность Луны выглядит намного ярче поверхности Сатурна?

3.5. Питательный луч

Полярные кратеры на Луне, в которые никогда не попадает солнечный свет, привлекают внимание как области, богатые водяным льдом. Но как заниматься их изучением и эксплуатацией, если там нет света? Большинство космических аппаратов используют солнечные батареи. Они дешевы и надежны, легки и безопасны, но бесполезны в районах вечной ночи.

Питанию от Солнца есть альтернатива, к которой прибегают там, куда солнечный свет не проникает или он очень тусклый. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) используют энергию распада радиоактивных металлов, как правило, плутония. В РИТЭГе есть постоянно нагретый радиоактивный элемент, который окружен радиатором. Между горячим участком и радиатором расположен термоэлектрогенератор, производящий электричество из разницы температур. РИТЭГи гораздо проще ядерных реакторов, чрезвычайно надежны и способны обеспечивать энергией аппарат в течение многих десятилетий, как, например, в миссиях «Вояджеров» или «Кьюриосити» и «Персеверанс». Однако изотопные источники питания существенно тяжелее и дороже солнечных панелей. К тому же плутоний – опасный материал.

Вот почему Европейское космическое агентство (ЕКА) разрабатывает лазерную систему питания для лунных роверов, которым предстоит работать на полюсах земного спутника, где солнечные лучи падают на поверхность под очень острым углом. Однако на Луне есть не только низины вечной темноты, но и горные пики вечного света. Поэтому ЕКА финансирует проект «Питание роверов высокоинтенсивным лазерным лучом на планетах» (Powering Rovers by High Intensity Laser Induction on Planets, PHILIP). Предполагается, что совместно будут работать два аппарата: стационарная станция питания на краю кратера в зоне вечного света и подвижный ровер. На станции установят 500-ваттный инфракрасный лазер, который будет питаться от солнечных панелей. Ровер оборудуют фотоэлектрическим преобразователем и светодиодными габаритными огнями для точного позиционирования. По ним станция будет постоянно направлять лазер и питать ровер. Ожидается, что он сможет удаляться от станции на расстояние до 15 км.

Если считать внутреннюю поверхность кратера ровной, сферической, совпадающей со средней поверхностью Луны, то на какой высоте должна находиться станция, чтобы ровер увидел ее луч?

3.6. Прыжок в высоту

В повести Михаила Михеева «Станция у Моря Дождей» читаем:

Мягкая посадка грузопассажирского корабля на поверхность Луны хотя и не представляла для опытного пилота особых трудностей, но все же требовала осмотрительности и всегда происходила днем. Еще со школьной скамьи Алешкин знал, что сила тяжести на Луне в шесть раз меньше земной, и если он в спортзале прыгал в высоту всего метр восемьдесят, то на Луне легко перемахнет через купол МНИС более шести метров высотой[16].

МНИС – это Международная научно-исследовательская станция.

Если на Луне сила тяжести в шесть раз меньше, а на Земле герой повести брал высоту 1,8 м, то почему он ограничивается на Луне высотой немногим более 6 м, а не замахивается на 11 м, что в шесть раз больше?

3.7. Жюль Верн «Вокруг Луны»

В главе 14 читаем:

Зато, – продолжал Барбикен, – природа балует жителей видимой части Луны в ущерб их антиподам. На долю селенитов невидимой части выпали, как видите, ночи в триста пятьдесят четыре часа, ночи, темноту которых не прорезает ни один луч. А селениты видимой части Луны, как только Солнце, светившее им пятнадцать суток подряд, скроется за горизонтом, уже видят на противоположной стороне неба блестящее светило – Землю, чей диск в тринадцать раз больше Луны, а следовательно, и света дает в тринадцать раз больше. Свет Земли не поглощается атмосферой. Земля уходит с лунного горизонта только в ту минуту, когда на нем с противоположной стороны появляется Солнце[17].

Что в этом описании верно, а что – нет?

3.8. Было ли затмение?

В очерке В. г. Короленко «На затмении»[18] (который я вам настоятельно советую прочитать) описано полное солнечное затмение, наблюдавшееся в России 7 августа 1887 г. Но если обратиться к астрономическим таблицам или воспользоваться астрономическими программами для персонального компьютера, то окажется, что в этот день Луна была в фазе 0,8 и имела возраст около 18 суток. Иными словами, до новолуния было еще далеко.

Как же в этот день могло произойти солнечное затмение?

3.9. Утром полетите!

Почему экспедиции «Аполлон» никогда не летали к Луне в период полнолуния?

3.10. Упасть на Луне

Автор одной книги утверждал, что на Луне можно больше, чем на Земле, наклониться в любую сторону без потери равновесия, а падение не имеет неприятных последствий – скорость его мала и даже в скафандре подняться можно самому, особенно если упал вперед.

Насколько верны эти утверждения?

3.11. Так бывает?

Насколько правдоподобна эта фотография?

Рис. 10. Как вы думаете, это снимок или монтаж?

3.12. Долгая лунная ночь

В какое время года в Москве Луна в полнолуние дольше всего остается над горизонтом?

3.13. Утренняя Луна

В какой фазе находится Луна, если она кульминирует в шесть часов по истинному солнечному времени?

3.14. Земля в иллюминаторе

Почему сфотографировать полностью освещенный Солнцем диск Земли удалось именно экипажу «Аполлона–17», стартовавшему к Луне 7 декабря 1972 г.?

Рис. 11. Земля в иллюминаторе

3.15. Вода на Луне

Ведро воды при комнатной температуре вылили на поверхность Луны. Что произойдет с водой? Будет ли результат этого эксперимента зависеть от того, в какое время суток он проведен? Мы помним, что температура лунной поверхности в дневное время достигает +117 °C, а в ночное опускается до –173 °C.

3.16. Тыквы

Персонаж книги Саманты Харви «По орбите» вспоминает:

Тыквы растут хорошо, их много, каждая величиной с полную летнюю луну[19].

Почему автор выделил именно летнюю Луну?

3.17. Молодая Луна

В романе Дж. П. Ландау «Мировые океаны» читаем:

Он поднимает взгляд, пытаясь отыскать естественный спутник Земли, и находит его на северо-западе. Тот был ясно виден даже днем и даже в первую четверть Луны[20].

Дело происходит в США. Оцените это описание с точки зрения астрономии.

3.18. Луна уходит

Наблюдения показывают, что из-за гравитационных приливных эффектов Луна удаляется от Земли в среднем на 38 мм в год. Если эта скорость со временем сохраняется, то когда Луна была вдвое ближе к Земле, чем сейчас? Сначала без вычислений проверьте свою интуицию. Варианты ответа: 1) 500 млн лет назад; 2) 5 млрд лет назад; 3) никогда.

3.19. Маршрут по Луне

Из какой точки на поверхности Луны должен выехать луноход, чтобы, пройдя 35 км на север, затем 20 км на восток, а затем 35 км на юг, он оказался в исходной точке?

Выберите все верные варианты ответа: 1) южный полюс; 2) множество точек на экваторе; 3) множество точек на расстоянии 35 км севернее параллелей длиной 20/n км (n = 1, 2…) вокруг южного полюса; 4) любая точка на расстоянии 35 км южнее параллелей длиной 20/n км (n = 1, 2…) вокруг северного полюса; 5) место посадки «Лунохода–2» в точке с координатами 25°51′ с. ш. и 30°27′ в. д.; 6) такой точки не существует.