CC BY
21Как будет двигаться обычный молоток с деревянной ручкой, если его ... забудет на орбите космонавт? Этот, казалось бы, праздный вопрос подразумевает, однако, далеко не тривиальный ответ. Специалистам хорошо известно поведение на орбите объектов подобного рода, то есть таких, у которых центр масс не совпадает с их геометрическим центром [1]. Проще говоря - это объекты с несимметричным распределением массы. В повседневной жизни они встречаются не так уж и редко. Достаточно вспомнить игрушки, типа «ванька-встанька», или пули со смещенным центром тяжести. Оказавшись на орбите, упомянутые тела обнаружат такую особенность: более массивная их часть будет стремиться к положению, наиболее близкому к источнику гравитации, а более легкая, соответственно, удалиться от него. И на поверхности источника тяготения, - например, Земли -подобные объекты имеют такую же тенденцию, но изменению их положения здесь могут мешать различные причины, в том числе и поверхность притягивающего тела.
В. Д. Избеков
Рассмотрим случай с молотком. Если вначале его продольная ось расположена на орбите горизонтально, он начнет поворачиваться тяжелым металлическим бойком к Земле. Приобретя вращающий момент, молоток «не сможет» мгновенно прекратить движение при достижении им вертикального положения, а по инерции проскочит его. После этого перемещение молотка будет замедляться и в конце концов прекратится. Далее он двинется в обратную сторону, и процесс повторится. Таким образом, молоток будет все время слегка покачиваться, напоминая маятник. Если же космонавт оставит этот предмет бойком вниз, то он, как и всякое физическое тело в таком положении, постарается сохранить его. Однако спустя какое-то время продольная ось перемещающегося по орбите молотка окажется не в вертикальном направлении, а через четверть оборота - уже?! горизонтальном. Молоток «почувствует» отклонение от вертикали гораздо раньше и начнет поворачиваться вокруг своего центра масс бойком к Земле, то есть повторится
Фото вверху - http://www.spynet.ru//index.php?newsid=1147975924
приведенная выше картина [1]. В ряде публикаций этот физический эффект назван гравистатическим, а устройства, использующие его - гравистатами. Такое, довольно упрощенное и длинноватое, предисловие необходимо для дальнейшего повествования, но уже о Луне.
Некоторые ученые полагают, что несколько миллиардов лет тому назад Луна образовалась из земной массы в результате космической катастрофы [2]. Что? произошло, и какая сила оторвала некое количество вещества от нашей планеты - неизвестно, но когда огненно-жидкий ком оказался в космическом вакууме, составляющее его вещество закипело от выделяющихся газов, растворенных в нем под давлением в земных условиях. Малые, большие и гигантские пузыри этих газов, как наиболее легких фракций, устремились к еще жидкой поверхности формирующейся планеты - Луны. Происходящее на ее поверхности очень напоминало картину кипящей каши с появляющимися и лопающимися пузырями разных размеров. Объем лунных пузырей достигал нескольких кубических километров, что подтверждается размерами образованных кратеров. Сравнительно ровное и гладкое дно последних свидетельствует именно о таком их происхождении. Поэтому есть основания полагать, что большинство лунных кратеров с подобной морфологией дна образовалось в результате описанного процесса. Кроме того, у «пузырьковых» кИате-ров отмечается характерная форма сечения стенок.
Кратеры, возникающие при падении на планету метеоритов, имеют иной вид. Это - более или менее глубокие ямы, дно которых находится, как правило, значительно ниже среднего уровня окружающей кратер поверхности. Нет сомнения, что какие-то кратеры на обратной стороне Луны возникли вследствие ударов метеоритов, но число образований соответствующей им формы невелико. Такой факт почему-то ускользает от внимания сторонников метеоритной теории происхождения лунных кратеров.
А теперь пора вспомнить рассмотренный в начале статьи «эффект молотка». Он проявился при формировании новой планеты в том, что газовые пузыри, как наиболее легкие образования, сконцентрировались в отдаленной от притягивающей Земли и невидимой с нее стороне Луны. Снимки обратной стороны этого спутника Земли показывают, что на его поверхности преобладают кратеры пузырькового происхождения (рис. 1). Это подтверждает сказанное выше. Тяжелые породы, из-за того же гравистатического эффекта, оказались в части Луны, обращенной к Земле. Здесь сформировался рельеф так называемых лунных морей, а также кратеров в основном непузырькового происхождения [4]. На обратной стороне этой планеты морей очень мало (рис. 2).
Вот и «смотрит» Луна на Землю своей тяжелой половиной, покачиваясь как маятник, уже многие миллионы, если не миллиарды лет. А все потому, что у нашей небес-
Мнсипий! ¡иГИНМИИЩим К; гам
Рис. 1. Фрагмент карты обратной ст ороны Луны с крат ерами пузырькового происхождения
[3, стр. 76].
Рис. 2. Сильно крат ерированная обратная ст орона Луны (справа) и вост очный край видимой ее ст ороны. Снимок сделан камерой с Апполона-16 (НАСА)[nssdc.gsfc.nasa.gov].
стенках образовались и минералы -несметные сокровища прекрасных кристаллов!
Таким образом, на Луне развиты кольцевые структуры нескольких (как минимум - трех) генетических разновидностей. Две из них мы рассмотрели. Первая является результатом вскипания-дегазации расплавленного тела. Эти процессы, видимо, происходили в сравнительно короткий начальный период формирования не только Луны, но и подобных планет специфического класса. Вторая разновидность - метеоритные кратеры, отмечаемые также в большом количестве. Они являются неотъемлемым элементом пейзажа, как лунного, так и других малых планет, отражая богатую событиями историю их образования.
Третья разновидность, не представленная нами, - это кольцевые структуры вулканического происхождения. Они формировались в определенные геологические циклы развития планет и спутников, что позволяет определить их возраст. ГН. Каттерфельд разработал классификацию планетных тел по степени сохранности подобных кольцевых структур и применил ее при составлении Атласа поверхности Марса [5].
Лит ерат ура
ной спутницы центр масс смещен относительно ее геометрического центра.
Есть в этой картине фрагмент, на который следует обратить внимание возможным будущим лунным поселенцам. Далеко не все газовые пузыри успели всплыть к поверхности, да еще и прорвать ее. Породы в верхних слоях Луны из-за естественного охлаждения постепенно затвердевали и становились для пузырей непреодолимой преградой. Поэтому лунные породы должны изобиловать (особенно с обратной стороны) полостями (пещерами) разной величины, которые подойдут для устройства жилья, складов и прочих надобностей. Обнаружить такие пустоты можно с помощью соответствующей геофизической аппаратуры.
И еще один интересный момент. В пустотах могут оказаться остатки реликтовых газов, захваченных Луной с Земли в момент ее отрыва. Не исключено, что на их
1. Космонавтика: Энциклопедия / Гл. ред. В.П. Глушко. - М, 1985.
2. Непомилуев В.Ф. Новая гипотеза происхождения и эволюции Вселенной, Солнечной системы, Земли // Материалы Международного геологического конгресса «Фундамент альные проблемы естествознания», 1998; 3-е изд. - СПб.: 2000.
3. Аст ро-геологи и планет ологи СССР: Энциклопедия / Авт ор-составитель и редакт ор проф. Г.Н. Кат-терфельд. - СПб.: Изд-во Международного фонда истории науки, 2005. -166 с.
4. Мелекесцев И.В., Штейнберг Г.С., Эрлих Э.Н. Об общих особенностях лунного вулканизма // Международный симпозиум 15-22 окт . 1968 г. / Физика Луны и планет. - М.: 1972. - С. 184-186.
5. Космо-геологический атлас Марса (1972-1996). Масштаб 1 : 5 000 000 / Составитель и редактор Г.Н. Каттерфельд. -180 с. - В печати.
Наука всегда и везде служит самым верным пробным камнем на культурность рассы. Если такая проба выдержана, расса сама собою вст упает в семью культ урных народов.
Сеченов
