Как возникла Луна

Мы настолько привыкли к виду Луны на нашем ночном (а иногда и дневном) небе, что практически никогда не задумываемся над тем, как нам повезло иметь такого «космического соседа». Земля и ее спутник представляют собой уникальное явление в Солнечной системе, а последние исследования свидетельствуют, что и в целой Вселенной подобные «сочетания» встречаются не так уж часто. Как же появилась эта удивительная пара и о чем должны были узнать ученые, чтобы ответить на этот вопрос?

Первый из известных спутников

Луна, наверное, — единственное тело Солнечной системы, которое уже на ранних этапах развития астрономии ученые правильно «поставили на место»: наши предки давно уже сообразили, что она обращается вокруг Земли. Правда, их немного сбивал с толку почти неизменный вид нашего спутника, поэтому им несложно было себе представить, что он «приколочен» к прозрачной хрустальной сфере (а она уже обращается вокруг нас). Также в древние времена заметили, что Луна, как и Солнце с известными тогда планетами, движется по небу вблизи эклиптики — плоскости земной орбиты. Но необычность этого факта осознали значительно позже, когда поняли, что естественные спутники имеет не только Земля. Это революционное на тот момент открытие сделал в 1610 году Галилео Галилей, когда сумел разглядеть в один из первых своих телескопов четыре крупнейших спутника Юпитера.

Геоцентрическая система Птолемея (схема из «Небесного атласа» Иоганна Доппельмайера). Ближайшее тело, обращающееся вокруг Земли — Луна

Впоследствии естественные спутники были открыты у Сатурна, Урана и Нептуна (причем у двух последних — практически одновременно с открытием самих планет). В конце концов этот список пополнил и Марс, вблизи которого в 1877 году удалось разглядеть два крошечных спутничка, получивших названия Фобос и Деймос. Итак, выяснилось, что из всех «неодиноких» больших планет Солнечной системы ближайшей к Солнцу оказалась Земля, в чем и состоит одно из проявлений ее уникальности. Это повлияло, между прочим, на то, что наша Луна обращается недалеко от плоскости эклиптики, а не земного экватора. Подавляющее большинство других крупных спутников как раз «тяготеют» к экваториальной плоскости своих планет.

Еще во II веке новой эры древнегреческий астроном Птолемей сделал довольно точные оценки размера Луны и расстояния до нее (конечно, не в километрах, а в величинах земного радиуса). Почти 1700 лет спустя человечество смогло измерить другие крупные спутники планет, и стало понятно, что наша Луна принадлежит к семи крупнейшим из них, причем в этой «большой семерке» она даже не на последнем месте: по размеру ей уступают Европа (самый маленький из четырех галилеевых спутников Юпитера) и нептунианский спутник Тритон. Сложнее было определить массу этих объектов, и здесь ученых ожидал новый сюрприз: оказалось, что Луна всего в 81,3 раза легче Земли. Это наименьшее соотношение между массами планеты и ее сателлита в Солнечной системе — следующим по этому показателю идет Титан, который в 4200 раз легче Сатурна.

Крупнейшие спутники планет Солнечной системы. Для сравнения показаны также Меркурий и карликовая планета Плутон

Наконец, еще одна особенность Луны — ее средняя плотность (3344 кг/м³), составляющая 60% плотности Земли. У всех больших спутников газовых гигантов этот показатель выше, чем у «материнских» планет. Лишь марсианские сателлиты Фобос и Деймос оказались менее «плотными», чем тело, вокруг которого они обращаются. Можно назвать только одну черту, общую для всех крупных спутников — равенство периодов орбитального и осевого вращения (т.е. все они постоянно повернуты к своим планетам одной и той же стороной).

Тайны рождения

Перечисленные «лунные аномалии» требовали какого-то объяснения, и научное сообщество постепенно начало склоняться к тому, что в их основе лежит механизм возникновения Луны. Еще в XVIII веке шведский теолог Эмануэль Сведенборг, немецкий философ Иммануил Кант и французский математик Пьер-Симон Лаплас (Emanuel Swedenborg, Immanuel Kant, Pierre-Simon Laplace) сформулировали так называемую «небулярную гипотезу» происхождения Солнечной системы, которая с небольшими уточнениями сохранилась до настоящего времени и считается базовой. Она объясняет главные физические свойства планет: все они обращаются вокруг центрального светила в одном направлении, их орбиты лежат примерно в одной плоскости, а орбитальные эксцентриситеты не сильно отличаются от нуля («рекордсменами» здесь являются две самые маленькие планеты — Марс и Меркурий).

Суть гипотезы заключается в том, что первоначально на месте Солнечной системы существовала газопылевая туманность, основными компонентами которой были водород, гелий и межзвездная пыль — мелкие частицы льда, соединений углерода, а также оксиды кремния, алюминия и более тяжелых металлов. Почти 99% ее вещества на первой стадии эволюции под действием собственной гравитации «стянулись» к ее центру, образовав Солнце, а остатки были постепенно втянуты в орбитальное движение и образовали протопланетный диск. В нем возникли свои локальные концентрации массы — «зародыши» будущих планет. Вокруг наиболее массивных из них тоже образовались своеобразные «вихри», давшие начало спутниковым системам. Ученые предположили, что подобный «локальный диск» существовал и на месте прото-земли, а Луна возникла позже в результате «сбора» вещества его внешних областей. Противоречили этому предположению две важные лунные характеристики: большая масса и сравнительно низкая плотность.

После того, как основная часть массы газово-пылевого облака сконцентрировалась в прото-Солнце, ее остатки сформировали протопланетный диск, в котором из отдельных сгустков вещества начали «расти» планеты

Тогда появилась альтернативная гипотеза. Она утверждала, что Луна сформировалась дальше от Солнца, чем наша планета (например, в Главном поясе астероидов, где средняя плотность некоторых тел действительно близка к лунной), а затем вследствие столкновения с другим астероидом или гравитационных возмущений изменила орбиту, приблизилась к Земле и была захвачена ее силой тяготения. Проблема этой гипотезы заключалась в том, что механизм такого «захвата» достаточно хорошо «работает» в случае газовых гигантов, но для менее массивных тел требует присутствия большого количества дополнительных благоприятных обстоятельств, что исключительно маловероятно. Однако такой вариант считался вполне допустимым вплоть до 60-х годов прошлого века — точнее, до появления в лабораториях первых образцов лунного вещества, привезенных астронавтами миссий Apollo.

Тут стоило бы вернуться к началу XX века, когда английский химик Фредерик Содди (Frederick Soddy), занимавшийся изучением продуктов радиоактивного распада, высказал предположение о существовании разновидностей атомов одного и того же химического элемента, имеющих разную атомную массу. Уже четыре года спустя его догадка подтвердилась, а в научном обращении появился термин «изотопы». Большинство элементов в природе встречается в форме нескольких изотопов в определенном соотношении. Изучая внеземное вещество, попадающее на поверхность нашей планеты в составе метеоритов, ученые заметили, что в них это соотношение оказалось другим и зависело от зоны Солнечной системы, где сформировался «космический пришелец». Позже удалось обнаружить характерные «изотопные подписи» Марса, Меркурия, Пояса астероидов… Часть тел, хоть и имела безусловные признаки пребывания в космосе, практически не отличалась от образцов земных пород. Некоторые специалисты высказали предположение, что это «лунные камни». Первые экспедиции на Луну окончательно подтвердили: да, она имеет тот же изотопный состав, что и Земля. А значит, сформировалась в той же области пространства и, вероятнее всего, практически в то же время.

В соответствии с современными представлениями, Луна возникла в результате столкновения прото-Земли с телом примерно вдвое меньшего размера, которому присвоили название «Тея»

Впрочем, существовала и совсем экзотическая возможность объяснить особенности химического состава Луны и ее орбиты. Он мог образоваться при столкновении Земли с еще одним огромным протопланетным объектом, примерно в десять раз меньше по массе и вдвое меньше по размеру. Причем это произошло после того, как наша планета прошла частичную гравитационную дифференциацию вещества: тяжелые породы опустились в центр и образовали ядро, а более легкие сконцентрировались на поверхности. Столкновение «сорвало» часть этих поверхностных минералов, сначала образовавших околоземное кольцо (часть из них вообще рассеялась по Солнечной системе), а затем из них сформировалась Луна. Главным отрицанием этого предположения – так называемой импактной гипотезы – было то, что после такой катастрофы форма земной орбиты отличалась бы от «правильного круга» гораздо сильнее, чем сейчас. И, конечно, если тело-импактор «прилетело» к нам из другой области нашей планетной системы, геологи должны найти в земной коре его остатки — участки с необычными «изотопными подписями». Но ничего подобного мы до сих пор не наблюдаем.

Лагранж приходит на помощь

А теперь вернемся еще раз ненадолго в XVIII век. В 1772 году французский математик итальянского происхождения Жозе-Луи Лагранж (Joseph-Louis Lagrange) опубликовал статью, посвященную аналитическому решению так называемой задачи трех тел, то есть возможности расчета взаимного положения трех объектов, влияющих друг на друга гравитационно, на любой момент времени (аналогичная задача для двух тел была успешно решена Ньютоном сотней лет раньше). Ученый пришел к выводу, что решить такую ​​задачу математическими методами можно лишь при нескольких очень жестких ограничениях: первое тело системы должно быть намного массивнее второго, которое, в свою очередь, должно двигаться по круговой орбите. Тогда в такой системе существует пять точек, где третье тело — с массой значительно меньше второго — может находиться довольно долго фактически неподвижно относительно двух первых.

Точки Лагранжа системы «Солнце-Земля» (размеры небесных тел и расстояния показаны не в масштабе)

Три из этих точек расположены на прямой, проходящей через центры двух более массивных тел, но они нестабильны: если попавший в них объект испытает влияние какой-то дополнительной внешней силы, он покинет свою позицию и никогда уже к ней не вернется (если его не вернуть туда «насильно»).

Но две последних точки — сейчас их принято обозначать индексами L₄ и L₅ — оказались более интересными. Они расположены на орбите второго по массе тела системы в 60° впереди и сзади относительно его орбитального движения и являются позициями устойчивого равновесия. Попав туда, объект сравнительно малой массы останется там надолго, и нужно достаточно мощное внешнее воздействие, чтобы «выбить» его оттуда. Касательно Солнечной системы эти расчеты оставались чисто теоретическими до 1906 года, когда в точках L₄ и L₅ на орбите Юпитера были найдены первые астероиды, получившие затем название «троянцев» (им начали присваивать имена мифических героев Троянской войны). В настоящее время известно уже более 8 тысяч таких объектов. Несколько десятков «лагранжевых астероидов» открыли на орбите Нептуна, четыре — на орбите Марса, по одному имеют Уран, Земля и Венера, и только Меркурий и Сатурн лишены подобных «орбитальных попутчиков», но астрономы уверены, что их открытие — лишь вопрос времени.

В 1975 году американский планетолог Уильям Хартманн и астроном Дональд Дэвис (William Hartmann, Donald Davis) высказали предположение, что на ранних этапах эволюции Солнечной системы плотность пыли в протопланетном диске была достаточной, чтобы в одной из точек Лагранжа на земной орбите вследствие накопления пылевых частиц в «гравитационной ловушке» образовалось еще одно планетоподобное тело меньшего размера. Оно продолжало «собирать» окружающее вещество, и когда его масса стала примерно в десять раз меньше массы прото-Земли, равновесие системы нарушилось — столкновение с нашей планетой стало практически неизбежным. Это столкновение было не «лобовым», а произошло по касательной, поэтому оно «раскрутило» Землю до большой скорости (она до сих пор вращается вокруг оси быстрее всех других планет земной группы) и лишило ее части легкой силикатной коры, из обломков которой позже сформировался наш естественный спутник.

Луна на фоне Земли, сфотографированная космическим аппаратом Deep Space Climate Observatory, который работает в точке L₁ системы «Земля-Солнце». При взгляде оттуда соотношение видимых размеров планеты и ее спутника практически соответствуют соотношению их диаметров.

Эта версия объясняла практически все феномены пары «Земля-Луна» — от изотопного состава до сравнительно небольшого эксцентриситета земной орбиты и дефицита на Луне легких элементов (они почти полностью испарились на стадии ее формирования и «ускользнули» в космическое пространство или к более массивному центральному телу). Гипотеза становилась все более популярной в научном сообществе. В 2000 году Александр Холлидей (Alexander Halliday) предложил назвать сформировавшийся в точке Лагранжа объект в честь титанессы Теи (Θεία) из древнегреческой мифологии — дочери богини Земли Геи и бога неба Урана, матери лунной богини Селены.

В последние годы представители разных наук находят все больше подтверждений импактной гипотезы (безотносительно происхождения тела, с которым произошло столкновение). Например, сейсмические исследования показали, что впадина Тихого океана вместе с окружающим ее вулканическим «огненным кольцом» имеет немного отличные физические характеристики, причем в глубину эти различия «простираются» практически до границы земного ядра. Похоже, эта впадина действительно представляет собой огромный «шрам», оставшийся на Земле после грандиозной космической катастрофы.

Подарок небес

Откуда бы ни взялась Луна, следует признать, что нам с ней очень повезло. Благодаря своей большой массе она создает в теле Земли мощные приливы и отливы, способствующие тектоническим процессам и поддержанию в жидком состоянии наружных слоев земного ядра. Это, в свою очередь, помогает нашей планете генерировать магнитное поле, защищающее ее атмосферу от «сдувания» солнечным ветром. Лунная гравитация стабилизирует положение земной оси, не позволяя нашему экватору слишком сильно отклоняться от плоскости эклиптики, что способствует стабилизации климатических условий. И почти каждый год наш спутник устраивает величественное небесное шоу — полное солнечное затмение (правда, наблюдать его можно только в достаточно узкой полосе полной фазы).

Гравитация Луны стабилизирует положение земной оси, «не позволяя» ей слишком сильно отклоняться от перпендикуляра к плоскости орбиты

Такая уникальность Луны вынудила некоторых ученых высказать мысли о «неповторимости» Земли, в частности, как места, где могли возникнуть и эволюционировать живые организмы. Речь идет о том, что вероятность появления пары «Земля-Луна» в зоне, где количество энергии, получаемой от центральной звезды, как раз достаточно для существования на земной поверхности жидкой воды, действительно очень невелика, и не факт, что на всю нашу Галактику найдется еще одна подобная пара. Так что если наличие крупного спутника является важным условием для существования жизни на планете — вполне возможно, что наши попытки найти «братьев по разуму» напрасны. Так или иначе, большая часть научного сообщества и энтузиастов поисков внеземных цивилизаций продолжают оставаться оптимистами, а сотрудники обсерваторий и групп сопровождения космических телескопов изобретают способы регистрации спутников экзопланет. Лишь открыв достаточное количество таких объектов, мы сможем выяснить, насколько на самом деле уникальна наша Луна.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ ustmagazine

3 апреля 1966 года СССР вывел на орбиту первый искусственный спутник Луны

Информация о материале
Опубликовано: 03 апреля 2023
Просмотров: 7810

3 апреля 1966 года мир облетела новость – СССР вывел на орбиту Луны первый искусственный спутник. Об очередном успехе советской космонавтики доложили высшему руководству страны: запуск «Луны-10» совпал с проведением XXIII съезда КПСС.

Это известие утром 4 апреля все участники съезда, в числе которых был и Юрий Гагарин, – встретили овациями. После этого – прямо с орбиты Луны – спутник транслировал на родную планету мелодию «Интернационала», которую делегаты слушали стоя.

Неудивительно, учитывая, что факт запуска первого искусственного спутника Луны означал то, что Советский Союз – на шаг впереди в космической гонке с США. Что же такого важного «добыл» этот советский спутник? Много чего. Но обо всем – по порядку.

31 марта 1966 года в 13 часов 46 минут 59 секунд по московскому времени с космодрома Байконур была запущена ракета-носитель «Молния-М». Она вывела автоматическую межпланетную станцию (АМС) «Луна-10» на траекторию полета к Луне. Новая станция должна была продолжить программу по освоению естественного спутника Земли и сама – стать ее спутником.


На фото: Запуск ракеты-носителя «Молния-М» 31 марта 1966 года.
Фото из открытых источников

«Луна -10» была сконструирована на базе своей предшественницы – «Луны-9», которая до этого уже благополучно совершила посадку на поверхности Луны. В этом смысле сам процесс запуска двух аппаратов ничем принципиально не отличался: «Луна-10» была выведена на околоземную орбиту, а затем с помощью разгонного блока скорость станции была доведена до 10,9 км/с.

Нам всем кажется, что Луна не так уж далеко, но при такой скорости путь до естественного спутника Земли составил примерно трое с половиной суток. Для понимания: это примерно 40 тысяч километров в час, то есть за час «Луна-10» проходила практически весь экватор Земли.

Чтобы станция осталась на орбите, при подлете к Луне её нужно было затормозить. Иначе она бы упала на поверхность или попросту улетела в космос. Для этих целей был предусмотрен реактивный тормозной двигатель. На финальном отрезке полета станция была сориентирована нужным образом, и она вышла на устойчивый полет к орбите Луны.

3 апреля 1966 года автоматическая лунная станция — «Луна-10» — отделилась от двигательной установки и отсеков системы управления и превратилась в искусственный спутник Луны.

Герметичный контейнер весом 245 килограммов – для науки был на вес золота. Именно он собирал все необходимую и неизвестную доселе информацию о Луне: на корпусе были расположены магнитометр, «ловушки» метеорных частиц, блок тепловых датчиков и другие приспособления. Проанализировав все данные со спутника, ученые пришли к выводу, что поле тяготения Луны несимметрично, а сам спутник имеет не шарообразную, а скорее грушевидную форму. Это открытие вызвало большой интерес ученых по всему свету. Кроме того, в результате исследования было окончательно определено соотношение масс Луны и Земли: оно составило 1 к 81,3. А установленные на борту спутника высокочувствительные магнитометры позволили сделать новые выводы о магнитном поле Луны. Измерения показали, что это поле значительно слабее земного и обусловлено влиянием солнечного излучения, космических лучей и периодического магнитного шлейфа Земли. Кроме того, установленные на обшивке датчики позволили прийти к выводу, что вокруг Луны существует метеоритное облако из захваченных гравитационным полем частиц. А благодаря спектрометрам гамма-излучения ученые пришли к выводу, что основными породообразующими элементами лунной поверхности являются кислород, магний, алюминий и кремний.

«Луна-10» пробыла на орбите Луны 56 суток: 29 мая 1966 года она упала на поверхность Луны, совершив за это время 460 оборотов и пролетев около 7 миллионов километров.

Текст: Анна Хрусталёва

Ученые впервые передают сообщение дальнего действия с Луны

Иллюстрация LoRa Moonbounce. Изображение: Lacuna Space

Эксперимент LoRa может помочь в исследованиях IoT и будущей связи между Землей и Луной.

Ученые впервые передали сообщение дальнего действия (LoRa) с поверхности Луны, что свидетельствует о прогрессе в усилиях по обеспечению маломощной связи с Землей в будущем.

Группа европейских ученых и лицензированных радиолюбителей смогла использовать технологию LoRa для передачи радиосигнала на Луну через испытанный телескоп Dwingeloo, управляемый фондом Camras в Нидерландах.

В команду из четырех человек входили Ян ван Мейлвейк и Таммо Ян Дийкема из Camras, Томас Телкамп из провайдера Интернета вещей Lacuna Space и Фрэнк Цеппенфельдт из Европейского космического агентства (ЕКА), у которого запланировано много миссий на Луну.

Николя Сорнин, соавтор запатентованной технологии LoRa, сказал, что никогда не мечтал о том, что его технология когда-нибудь будет использоваться для отправки сигналов, которые проходят весь путь до Луны и обратно. «Это фантастический эксперимент. Я впечатлен качеством собранных данных», — сказал он.

«Этот набор данных станет классикой для студентов, изучающих радиосвязь и обработку сигналов», — добавил Сорнин, чья технология маломощной глобальной сети связи LoRa является собственностью калифорнийской полупроводниковой компании Semtech.

Телкамп, технический директор Lacuna Space, сказал, что наблюдение за сообщением, пришедшим с Луны, было «воодушевляющим» и что время, затраченное на поездку туда и обратно, 2,44 секунды, помогло им рассчитать расстояние между Землей и Луной с помощью точность сравнима с НАСА.

«Мы даже использовали эхо, чтобы увидеть форму луны, чего мы даже представить не могли», — добавил он. Подробный обзор всего эксперимента и результатов будет опубликован в виде открытых данных и представлен на конференции The Things Conference в Амстердаме в январе следующего года.

Помимо того, что впервые сигнал отразился от Луны и вернулся на Землю, эксперимент также установил новый рекорд по самому дальнему расстоянию, которое когда-либо преодолело сообщение LoRa, — 730 360 км.

Это также стало первым случаем, когда данные были отражены от Луны с помощью небольшого стандартного радиочастотного чипа. За 2,44 секунды, которые понадобились сообщению для перемещения, все сообщение находилось в космосе на пути от Земли к Луне и обратно.

Сообщение гласило «PI9CAM», что является позывным телескопа Dwingeloo. Эксперимент предполагает, что дальняя связь между Землей и Луной возможна в ближайшем будущем, когда технология IoT будет масштабироваться и развиваться для более регулярной связи.

Не упустите знания, необходимые для успеха. Подпишитесь на Daily Brief , дайджест важных научно-технических новостей Silicon Republic.

Связанные: космос, интернет вещей, Европа, ЕКА, Земля, Нидерланды

Виш Гейн — журналист Кремниевой Республики

editorial@siliconrepublic.com

Nerdfighteria Wiki — Как мы использовали Луну для отправки радиосообщений

  • Информация
  • Описание
  • Стенограмма

Категории

Статистика

View count: 112,164
Likes: 3,832
Dislikes: 46
Comments: 185
Продолжительность: 04:27
Загружено: 2017-10-03
Последний синхро В первые дни холодной войны было трудно отправлять и получать сообщения по всему миру.
Перед тем, как США запустили свой первый спутник в январе 1958 года, военные попробовали творческое решение: отразить радиоволны от Луны.

Ведущий: Рейд Реймерс

Мы хотим узнать о вас больше и узнать ваше мнение! Если у вас есть время, заполните этот опрос: https://www.surveymonkey.com/r/SciShowSurvey2017.
Спасибо!
———-
Поддержите SciShow, став покровителем на Patreon: https://www.patreon.com/scishow
———-
Dooblydoo благодарит следующих сторонников Patreon:
Д.А. Ноэ, Николас Смит,
سلطان الخليفي, Пия Шедден, КэтиМари Маньоне, Скотт Сатовски-младший, Белла Нэш, Чарльз Саутерленд, Патрик Д. Эшмор, Тим Кервик, Чарльз Джордж, Кевин Билер, Филипп фон Берген, Крис Питерс, Фатима Икбал
———-
Нравится SciShow? Хотите помочь поддержать нас, а также получить вещи, которые можно повесить на стены, прикрыть туловище и хранить жидкости? Ознакомьтесь с нашими замечательными продуктами на DFTBA Records: http://dftba.

com/scishow
———-
Ищете SciShow в другом месте в Интернете?
Facebook: http://www.facebook.com/scishow
Твиттер: http://www.twitter.com/scishow
Тамблер: http://scishow.tumblr.com
Инстаграм: http://instagram.com/thescishow
———-
Источники:
https://www.aps.org/publications/apsnews/201207/physicshistory.cfm
https://airandspace.si.edu/stories/editorial/operation-moon-bounce https://www.cia.gov/library/center-for-the-study-of-intelligence/kent-csi/vol11no2/ html/v11i2a05p_0001.htm
https://history.nasa.gov/SP-4217/ch3.htm
https://motherboard.vice.com/en_us/article/zmez49/how-the-moon-was-turned-into-a-cold-war-spy-weapon
https://www.nrl.navy.mil/accomplishments/systems/moon-relay/
http://talkingpointsmemo.com/idealab/satellites-earth-orbit
https://www.arrl.org/files/file/Technology/pdf/119962.pdf
https://www.cia.gov/library/readingroom/docs/DOC_00001
.pdf
———-
изображений:
https://www. nasa.gov/mission_pages/explorer/explorer.html
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/full-moon-2016-lro_0.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Extremely_High_Frequency#/media/File:AEHF_1.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_U-2#/media/File:Usaf.u2.750pix.jpg
https://en.wikipedia.org/wiki/Relay_program#Relay_1
https://www.nasa.gov/topics/technology/features/telstar.html

Если вы пытаетесь связаться с кем-то на другом конце света — скажем, на военном корабле, расположенном рядом с вражеской страной, — спутники — лучший способ сделать это.

Но прежде чем США запустили свой первый спутник в январе 1958 года, спустя более десяти лет после начала холодной войны, военные опробовали несколько… более креативных решений. Включая отражение радиоволн от естественного спутника Земли… Луны.

После Второй мировой войны США находились в политическом противостоянии с Советским Союзом, страной, находящейся на полпути к миру, что создавало всевозможные новые коммуникационные проблемы. Американские и союзные корабли могли находиться практически где угодно, поэтому флоту U.

S. требовалась глобальная система связи, которая была бы надежной и которую нельзя было бы легко перехватить. Сегодня вокруг Земли вращается более тысячи активных спутников, и большинство из них используется для связи.

Но еще в 19В 50-х годах основная технология заключалась в отражении высокочастотных радиоволн от слоя земной атмосферы, называемого ионосферой, который простирается на высоте от 50 до 1000 километров над поверхностью Земли. Проблема в том, что ионосфера — не очень надежный способ усилить сигналы, потому что на нее постоянно воздействует излучение Солнца и других объектов в галактике, что иногда может вызывать сильные помехи. Например, несвоевременная солнечная буря может вывести из строя глобальную связь в разгар кризиса, что является худшим кошмаром адмирала.

Еще одна проблема заключалась в том, что было трудно понять, где в Советском Союзе находились радиолокационные станции и на что они способны. В случае, если США когда-нибудь предпримут атаку — чего, к счастью, не произошло, — эти радиолокационные станции обнаружат приближающиеся бомбардировщики и ракеты до того, как они смогут нанести удар.

А радиолокационные волны настолько короткие, что проходят прямо через ионосферу в космос, поэтому военные США не могут обнаружить их, как и другие виды волн. Единственным реальным способом нанести на карту эти станции было пролететь над ними, миссия настолько рискованная, что военные перестали ее делать после 1960. Военно-морской флот думал, что они смогут решить эту проблему, используя вместо этого Луну для приема советских сигналов.

Идея заключалась в том, что если Луна окажется над головой, когда Советы отправят сигнал, часть сигнала может отразиться от поверхности Луны и вернуться к Земле. Затем, если бы все было правильно выровнено, возможно, приемники в США смогли бы улавливать сигналы и определять, откуда они исходят.

Если вы думаете, что это звучит как выстрел в темноте, вы правы. Военно-морской флот построил огромную антенну, чтобы испытать это, но сигналы все еще были в квадриллион раз слабее, чем сигналы с самолета-разведчика, и они были слишком ненадежны, чтобы быть полезными. Но даже если Луна не могла обнаруживать советские сообщения, эти эксперименты помогли инженерам понять, что вместо этого она может решить их проблему с безопасной связью.

Это привело к проекту Исследовательской лаборатории ВМС США под названием Operation Moon Bounce.

В нем не было гигантских надувных прыгающих домов, но было задействовано отражение радиосигналов от Луны, что почти так же весело. Чтобы проверить эту идею, военно-морской флот построил пару специализированных антенн, одну в Мэриленде и одну в Калифорнии. А в 1955 году они отправили первую успешную трансконтинентальную спутниковую связь, отразив сигнал от Луны точно под правильным углом.

Поскольку они посылали определенные сигналы, а не просто пытались засечь радар с другого конца света, антенны для операции «Отскок Луны» должны были иметь ширину всего несколько метров, а не десятки метров. В течение нескольких лет программа была расширена и могла связать Гавайи и Вашингтон, округ Колумбия, а вскоре после этого она соединила наземные станции со специальными кораблями для сбора разведданных в море.

В 1960 году проект был представлен публике, и США получили новое мощное преимущество в холодной войне. Но как бы круто это ни было, роль Луны была недолгой.

Через несколько лет на орбите появились первые искусственные спутники связи, которые позволяли использовать гораздо более простое оборудование для отправки сообщения — что-то достаточно маленькое, чтобы его мог нести один человек, в отличие от антенной тарелки размером с дом. Но проект научил нас многому о спутниковой связи, знаниям, которые полезны и сегодня. Несмотря на то, что мы больше не отражаем наши сообщения с Луны, наследие операции «Отскок Луны» живет.

Спасибо за просмотр этого выпуска SciShow Space! Использование Луны для слежки за Советским Союзом не сработало, но за эти годы было создано множество других успешных спутников-шпионов.