- Кислород на луне: его столько, что миллиарды людей смогут выживать около 100 тысяч лет
- Результаты нового исследования показывают, что миллиарды лет назад на луне была атмосфера
- Атмосфера луны
- И не только на луне
- Как на земле
- Ключ в электролизе
- Обратите внимание на луну
- Откуда у луны атмосфера?
- Сколько кислорода на луне?
Кислород на луне: его столько, что миллиарды людей смогут выживать около 100 тысяч лет
Но возможно ли там жить?
Тем не менее, на Луне действительно много кислорода. Он просто существует не в газообразной форме. Вместо этого он находится внутри реголита — слоя камня и мелкой пыли, покрывающей поверхность Луны.
Кислород содержится во многих минералах вокруг нас. И Луна в основном состоит из тех же камней, которые вы найдёте на Земле. Минералы, такие как оксиды алюминия, железа, кремния и магния, доминируют в ландшафте Луны. Все эти минералы содержат кислород, но не в той форме, к которой наши лёгкие могут приспособиться.
Реголит на Луне примерно на 45% состоит из кислорода. Но этот кислород прочно связан в упомянутых минералах. Чтобы разорвать эти прочные связи, нам стоит приложить кое-какие усилия.
В частности, нужно будет провести электролиз. На Луне кислород будет основным продуктом, извлечённым в ходе электролиза, а алюминий (или другой металл) будет потенциально полезным побочным продуктом. Это довольно простой процесс, но есть одна загвоздка: он требует большого количества энергии. Чтобы электролиз не прекращался, он должен поддерживаться солнечной энергией или другими источниками энергии, доступными на Луне.
Каждый кубический метр лунного реголита содержит в среднем 1,4 тонны минералов, в том числе около 630 кг кислорода. NASA заявляет, что людям нужно около 800 граммов кислорода в день, чтобы выжить. Таким образом, 630 кг кислорода сохранят жизнь человеку примерно на два года (или чуть больше).
Теперь предположим, что средняя глубина слоя реголита на Луне составляет около 10 метров, и что мы можем извлечь из него весь кислород. Это означает, что верхние 10 метров поверхности Луны будут обеспечивать достаточно кислорода, чтобы поддерживать все 8 миллиардов людей на Земле где-то около 100 тысяч лет.
Источник: Популярная механика
Результаты нового исследования показывают, что миллиарды лет назад на луне была атмосфера
Естественный спутник Земли будоражит умы ученых мужей и обычных людей многие тысячелетия. Даже сейчас, обладая самыми современными научными инструментами астрономы и их коллеги из других отраслей науки точно не могут сказать, каким образом Луна сформировалась. Также не представляется возможным узнать, что собой представляла собой Луна несколько миллиардов лет назад. Конечно, есть теории и гипотезы на этот счет, но у большинства существуют определенные изъяны.
Как бы там ни было, но о Луне предстоит узнать еще много нового. Некоторые открытия могут быть неожиданными. Недавно НАСА опубликовало результаты исследования, согласно которым у Луны давным-давно существовала атмосфера. Правда, не кислородная, здесь не стоит обманываться, представляя себе пасторальную картину с голубым небом, водоемами и живыми организмами. Речь идет об атмосфере из вулканических газов.
Извержений, судя по всему, было настолько много, что газы, выбрасываемые вулканами, не успевали уйти в открытый космос и оставались на Луне в виде не слишком плотного атмосферного слоя. Конечно, это была не полноценная атмосфера, она ушла вскоре после того, как только снизилась частота извержений вулканов. Правда «вскоре» — это по геологическим меркам, а не человеческим. Но, тем не менее, Луна не всегда была мертвым каменным шаром.
Компоненты атмосферы были обычными для вулканических выбросов. Это угарный газ, диоксид серы и прочие соединения. То, что извержений было действительно много, практически никем не подвергается сомнению — на поверхности Луны достаточно доказательств. Максимальной толщины атмосфера достигала 3,5 млрд лет назад. Появившись, она продолжала существовать примерно около 70 млн лет. Потом все газы просто ушли в космос.
Максимальное количество газообразных соединений вышло на поверхность после того, как лавовые потоки заполнили море Спокойствия и море Дождей. Это были два очень масштабных извержений, которые произошли 3,8 и 3,5 млрд лет назад соответственно. Лавовые поля были изучены астронавтами «Аполлонов», миссий 15 и 17. Им удалось собрать образцы пород, которые помогли установить возраст извержений и примерный состав газов, вырвавшихся из-под поверхности.
В ходе извержений на поверхность выходили не только диоксид серы, углекислый газ, но и пары воды. «Общий объем воды, освободившейся в ходе извержений, в два раза больше объема воды в озере Тахо». Большая часть паров ушла в космос, но часть осталась на лунных полюсах. Возможно, там до сих пор есть лед, который образовался в незапамятные времена.
Выше говорилось о том, что атмосфера была не очень плотной. Но это по сравнению с Землей или газовыми гигантами. В то же время, эта атмосфера была плотнее, чем газовый покров Марса сегодня. Плюс ко всему, Луна находилась в три раза ближе к Земле. Вне всяких сомнений, та Луна чрезвычайно любопытным зрелищем для наблюдателя Земли. Жаль только, что на Земле тогда не было никаких наблюдателей, так что любоваться и восхищаться всем этим было некому.
То, что на Луне есть водяной лед — огромный плюс для возможных колонистов естественного спутника Земли. Сейчас в США все активнее говорят о том, что Луну стоит колонизировать прежде Марса, ну а залежи льда могут послужить важным доводом в пользу основания колонии. Конечно, этот лед еще необходимо изучить для того, чтобы понять, действительно ли он пригоден для человека, нет ли каких-либо примесей, которые сделают невозможным использование в качестве источника воды.
Кроме полюсов, водяной лед на Луне есть в кратерах и прочих местах, куда не проникают солнечные лучи. Плюс ко всему, здесь есть много бесплатной энергии — солнечные лучи освещают огромную площадь. И при помощи энергии колонисты смогут получать топливо для ракет, а также кислород для дыхания.
В НАСА даже разработали 16-летнюю программу освоения Луны. Первый полет, по задумке авторов, должен состояться через 12 лет после старта реализации проекта. Затем начинаются регулярные полеты на спутник Земли. Общая стоимость проекта — $87,7 млрд. Через 16 лет, по мнению инициаторов, на Луне будет существовать колония «лунонавтов», которые смогут производить около 300 кубов воды в год. Воду станут использовать для нужд колонии и для производства топлива.
И все это стало возможным благодаря тому, что миллиарды лет назад на Луне происходили мощнейшие вулканические извержения с выходом большого количества газов.
Атмосфера луны
Луна имеет крайне разреженную по сравнению с земной атмосферу. И дышать ей небезопасно. Потому что можно задохнуться😊. Тем не менее она существует. И ее характеристики были измерены с помощью приборов, доставленных на Луну астронавтами миссии Аполлон. А так же с помощью спутников, которые работали на лунной орбите в последующие годы.
Атмосфера Луны тоньше, чем самая тонкая бумага. На Земле, на уровне моря, воздух, которым мы дышим, содержит около 100 миллиардов миллиардов молекул в одном кубическом сантиметре. Кажется, что это невероятно большое число! И все же мы не видим воздух. Потому что молекулы газов, которые его составляют, имеют очень маленькие размеры.
В одном кубическом сантиметре лунной атмосферы всего-навсего около миллиона молекул. Это практически ничто, если сравнивать с плотностью атмосферы Земли. Тем не менее атмосфера Луны вполне реальна. И типична для тонких атмосфер, встречающихся на других телах Солнечной системы.
Состав атмосферы Луны похож на состав атмосферы Земли. В ней содержится азот, гелий, аргон, неона, аммиак, метан и углекислый газ. Эти газы были обнаружены в образцах, взятых с помощью прибора LACE. Который использовался в ходе последней пока миссии НАСА на Луну – Аполлон 17.
Также в атмосфере Луны были обнаружены натрий и калий. Интересно, что эти химические вещества не встречаются в атмосферах Земли, Марса и Венеры. Эти элементы были обнаружены астрономами, изучающими Луну с помощью специальных телескопов.
И не только на луне
Атмосферы подобного типа можно найти на Меркурии. Они есть на некоторых крупных астероидах. А так же на некоторых из спутников Сатурна и Юпитера. Тела, которые являются достаточно плотными и достаточно большими, чтобы превысить определенный гравитационный порог, способны удерживать слабые атмосферы.
В дополнение к содержащимся в ней газам атмосфера Луны регулярно загрязняется гигантскими пылевыми облаками, поднимающимися с поверхности. За это явление ответственны ультрафиолетовые лучи солнечного света. Пыльные облака могут подниматься довольно высоко из-за низкой гравитации.
Эта атмосферная пыль порождает явление, известное как свечение лунного горизонта. Его можно наблюдать тогда, когда Солнце находится на горизонте Луны. Пыль поднимается в течение лунного дня. А затем, ночью, оседает обратно на поверхность Луны. И так происходит ежедневно.
Эта пыль оказалась настоящей проблемой для астронавтов Аполлона. Лунная пыль – очень мелкая и липкая субстанция. Ее воздействие привело к значительному износу материалов, использованных при изготовлении космических скафандров астронавтов Аполлонов.
Атмосфера Луны – не единственная интересная вещь, найденная на этом замечательном спутнике. На его полюсах также имеются значительные запасы льда. Объемы которых, по последним оценкам, могут превышать 600 миллионов тонн. Молекулы воды были обнаружены и в других широтах.
Эта вода может быть использована будущими колониями Луны или научными станциями. Которые смогут добывать из нее кислород для дыхания.
Как на земле
Предыдущие исследования лунных камней позволили обнаружить в них следы азота, кислорода и благородных газов. Они имеют изотопный состав, который совпадает с найденными на Земле. Однако было не ясно, действительно ли они попали на Лунус Земли.
Чтобы получить информацию об этих процессах, исследователи использовали инструменты, находящиеся на борту «Кагуя». Это было сделано для выявления частиц, которые попали на Луну в тот короткий промежуток, когда она «прячется» за Землей. И защищена от солнечного ветра.
Ионы кислорода, прилетающие в это время, выглядят совершенно иначе, чем те, которые пришли от Солнца. И, поскольку Земля была в этот момент между Луной и Солнцем, это свидетельствует о том, что они пришли от нашей планеты.
Состав кислорода Земли является уникальным. Поскольку он является результатом биологических процессов, аналогов которых во Вселенноймы пока не знаем. Если молекулы лунного кислорода не могли появиться из ниоткуда, вероятно мы в состоянии использовать это знание.
Мы можем провести анализ лунного грунта и заглянуть в историю земной атмосферы. Вплоть до того времени, когда кислород впервые появился на Земле в свободном состоянии. А это произошло примерно 2,4 млрд. лет назад. Потенциально это может дать нам понимание прогресса возникновения биологической жизни. А также того, как она развивалась и распространялась по всей нашей планете.
В будущем планируется проводить дальнейшие эксперименты с лунным грунтом. Это позволит узнать, какие именно элементы поступают от Земли. Если мы научимся успешно различать земные частицы на поверхности Луны, и частицы, принесенные от Солнца, это даст возможность ученым заглянуть в прошлое и увидеть атмосферу ранней Земли. Ведь она сильно отличается от той, с которой мы живем сейчас.
Ключ в электролизе
Возможно, вы знакомы с электролизом. На Земле этот процесс обычно используется в промышленности, например, для производства алюминия. Электрический ток пропускается через жидкую форму окиси алюминия через электроды, чтобы отделить его от кислорода. В этом случае кислород образуется как побочный продукт.
Обратите внимание на луну
Новое исследование японских ученых показало, что последние 2,4 миллиарда лет Луна буквально «купается» в потоке частиц кислорода, улетучивающегося из атмосферы Земли. После обобщения и анализа данных, полученных с лунного орбитального корабля «Кагуя» и исследования лунных пород исследователи сообщают, что Земля вносит свой вклад в уникальный состав элементов на поверхности Луны.
Земля постоянно подвергается бомбардировке потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Он называется «солнечным ветром». Это явление также является причиной полярных сияний. Они наблюдаются на Земле в северных широтах. Магнитное поле Земли представляет собой некий пузырь, защищающий поверхность планеты от этих заряженных частиц.
Когда Земля находится между Солнцем и Луной, последняя на какое-то время защищена от солнечного ветра магнитным полем Земли. За это время частицы, вырывающиеся из верхних слоев атмосферы Земли, могут оказаться на Луне. И оставаться в поверхностном слое лунного грунта.
Откуда у луны атмосфера?
Откуда же взялась атмосфера Луны? Какую природу она имеет? По большей части ее газы образуются в результате взаимодействия между Луной и Солнцем. Солнечный ветер состоит из заряженных частиц. И бомбардировка поверхности Луны этими электрически взаимодействующими ветрами провоцирует выделение из лунной поверхности различных химических элементов.
А тепла и света от Солнца достаточно, чтобы стимулировать дальнейшие химические реакции. Это добавляет еще больше содержимого в атмосферу Луны. Создание атмосферы Луны – это непрерывный процесс. Это очевидно. Поскольку составляющие ее молекулы в конечном итоге улетают в космос.
Выброс газов из-под поверхности – еще один вероятный источник поддержания лунной атмосферы. Подобные явления происходят в результате сейсмической активности.
Лунотрясения могут быть вызваны различными событиями – воздействием крупных метеоритов, обвалом стенок кратеров, резкими изменениями температуры поверхности, приливным (гравитационным) притяжением Земли. И происходят довольно регулярно. Сейсмические измерительные приборы, оставленные на Луне Аполлоном-17, зафиксировали 12 000 лунотрясений в период с 1972 по 1977 год.
Если все атмосферные газы Луны сжать, они будут весить всего 25 000 кг. Это необычайно мало для спутника диаметром около 3500 километров.
Сколько кислорода на луне?
Каждый кубический метр лунного реголита содержит в среднем 1,4 т минералов, в том числе почти 630 кг кислорода. NASA заявляет, что людям для дыхания требуется примерно 800 г кислорода в день. Следовательно, 630 кг хватит для жизни человека примерно на два года.