А пока ученые подготовились к многократным операциям с диском, дыркой и сплошной стенкой.
Основные измерения начались. И снова неприятность. Оказалось, что работе на миллиметровых волнах очень мешает земная атмосфера. Слабое радиоизлучение Луны поглощается в парах воды, и выделить с нужной точностью остаток его на фоне помех не удается. Пришлось везти радиотелескопы на склоны Эльбруса. Там на высоте 3200 метров нашлась удобная площадка. Но выяснилось, что и эта высота недостаточна. Горьковчане отправились на Памир, где воздух суше, чем в Сахаре. И здесь, на высоте 4200 метров, радиоастрономам наконец удалось провести наблюдения.
И вот настало время делать выводы из этой серии необычных экспериментов.
Замерив с большой точностью величину радиоизлучения, испускаемого различными слоями лунной поверхности, ученые определили многие характеристики лунного вещества — его плотность, теплопроводность, электропроводимость — и даже смогли оценить его минералогический состав и структуру. Теперь стало ясно, что никакой «шубы», покрывающей Луну, не существует. Поверхностный слой нашего спутника довольно однороден и на глубине полутора метров сохраняет свои свойства неизменными. Расчеты показали, что плотность верхних слоев лунной породы почти в два раза меньше плотности воды. Следовательно, это не может быть обычная пыль, а тем более гранит или гнейс.
И в определении теплопроводности лунного вещества ученые раньше ошибались. По новым расчетам, она в 50 раз больше той удивительно низкой величины, которая была подсчитана ранее (правда, она все равно в 30–40 раз ниже, чем теплопроводность любой из земных пород), и совсем не совпадает с теплопроводностью пыли в пустоте.
По мнению горьковских радиоастрономов, поверхность Луны должна быть более всего похожей на пемзу или пенобетон. Это твердое, но очень пористое вещество с тонкими, но крепкими перегородками. Прочность пористой лунной почвы настолько велика, что ее свойства не изменяются вплоть до глубины в 20 метров. Недавно в нашей стране было получено нечто подобное. Расплавляя вулканическую породу и смешивая ее со специальными добавками, которые вызывают бурное выделение газов, инженеры создали новый строительный материал. В застывшем виде это очень легкая и прочная масса, прекрасный теплоизолятор. Если же выкачать газы, заполняющие его поры, то его теплопроводность, еще более уменьшившись, приблизится к теплопроводности лунной почвы.
— Если немного пофантазировать, опираясь на факты, — говорит Всеволод Сергеевич Троицкий, — то поверхность Луны можно представить себе похожей на унылую пустыню. Представьте застывшее море при обычном волнении в 1,5–2 балла. Так, если судить по сходству отражения радиоволн от морской и лунной поверхности, выглядит шероховатая лунная почва. Возможно, однообразный пейзаж кое-где у подножий гор и возле кратеров разнообразится нагромождением камней и обломков, похожих на известный каменный «хаос» у входа в Алупкинский парк.
— В общем, будущие космонавты не утонут в океане пыли, — добавляет он, — опорой им будет слегка хрустящая, но твердая порода.
Так ученые узнали у радиоволн о внешнем виде лунной поверхности и физических свойствах покрывающего ее вещества. Но для того, чтобы ответить на вопрос: «А что собой представляет лунный камень, какова его природа?» — надо знать его химический состав. А как его определить с Земли?
ЛУНИТ
По этому вопросу у ученых сейчас «в ходу» несколько точек зрения. И одна из них — определение химических свойств лунной породы путем изучения ее оптических свойств и сравнения их с оптическими свойствами земных пород. Серьезные работы в этой области ведутся в Харькове под руководством Н. П. Барабашова и в Ленинграде В. В. Шароновым и Н. Н. Сытинской.
У горьковских ученых свой подход к решению проблемы. Они считают, что оптический метод в данном случае ненадежен. Если верить ему, то пески разного цвета, белая и черная пемза, обладающие различной отражающей способностью, не одинаковы по своему химическому составу, а совершенно различны. Это, конечно, неверно. Их состав в основном одинаков, а окраска целиком зависит от ничтожных примесей, не влияющих на другие свойства.
Сравнивать земные и лунные породы по теплопроводности? Нет. Тоже ненадежно. Хоть радиоастрономы и научились мерить теплопроводность лунных пород очень точно, но она зависит не только от химического состава, а главным образом от структуры, от степени пористости.
По плотности? Она тоже ничего не скажет по тем же причинам.
Так существует ли вообще какая-нибудь зацепка для опознания химического состава лунного вещества? Троицкий считает, что такой зацепкой может быть сравнение степени затухания радиоволны при прохождении ее через земное и лунное вещество. Верным критерием считается даже и не само затухание, не потери энергии радиоволны, а особое число, характеризующее эти потери, — «угол потерь». Его величину в лунной породе горьковчане определили из наблюдений радиоизлучения Луны. Для того, чтобы определить, какая из земных пород обладает этой же характеристикой, пришлось перебрать и исследовать тысячи образцов. Из карьеров и музеев Армении были собраны самые различные минералы, каменные метеориты, тектиты. Их сопоставляли, сравнивали, исследовали радиоволнами различной длины.
После двух лет работы горьковчане окончательно убедились, что лунное вещество по своему химическому составу не похоже ни на туф, ни на шлак. Ближе всего оно к… граниту, диориту, липариту, габбро, нефелиновому селениту.
— Сейчас, — говорит Троицкий, — можно уже достаточно определенно сказать, что верхняя порода Луны содержит 60–65 % окиси кремния (минерал кварц), 15–20 % окиси алюминия (минерал корунд). Остальные 20 % составлены из окислов калия, натрия, кальция, железа и магния. То есть лунные породы имеют тот же химический состав, что и земные. Но в силу лунных особенностей — отсутствия воды и воздуха, под воздействием резких колебаний температуры — эти породы находятся в необычном для Земли пористом состоянии.
Особенно интересно, что все наблюдения свидетельствуют о том, что в среднем свойства вещества на всей поверхности Луны, и на ее «морях» и на материках, почти одинаковы. Теперь можно твердо сказать, что морей пыли на Луне не существует.
Так радиоастрономы опознали лунное вещество. Опознали «дистанционно», на огромном расстоянии от Земли, словно у себя за лабораторным столом!
Горьковчане много спорили и о свойствах лунного вещества и о том, как назвать его. Ведь судьба его похожа на судьбу вещества солнечного — гелия. Обнаружив гелий впервые на Солнце, люди дали ему имя «солнечный», не подозревая, что он равноправный житель Земли. Лунное вещество по своим физическим свойствам — продукт истинно лунный, и его имя, конечно, должно отражать его сугубо лунную сущность. Горьковчане устроили настоящий конкурс, чтобы дать имя своему детищу. Победило нежное «лунит». Так горьковские физики и назвали лунное вещество.
Но на этом работы по исследованию Луны не прекратились. Радиоастрономы решили продолжать зондировать Луну вглубь, исследовать излучение еще более глубоких слоев почвы. Сравнив показания радиотелескопов, принимавших радиоизлучение на различных длинах волн, они пришли к поразительному выводу: недра Луны горячие! Горячие, как и недра нашей Земли!
Да и какой другой вывод можно было сделать, если на глубине в 20 метров температура оказалась на 25 градусов выше, чем на поверхности. По расчетам, на глубине 50–60 километров она достигает тысячи градусов!
Если Луну греет только Солнце, то в глубине ее не может быть теплее, чем на поверхности. Значит… Значит, Луну греют ее недра. Окончательно доказало, что Луну нельзя назвать полностью остывшей.
И что особенно интересно, поток тепла, идущий из недр Луны через каждый сантиметр ее поверхности, оказался таким же по величине, как и у нашей планеты. Для космогонии этот факт имеет колоссальное значение. Радиоастрономы, изучая Луну, получили еще одно подтверждение теории происхождения планет, созданной известным советским ученым О. Ю. Шмидтом.
