Закончили писать свою диссертацию по исследованию лунной поверхности и сейчас хотите как следует отметить это событие? Купить коньяк, шампанское из Франции и пригласить лучших друзей — вот идеально развитие последующих событий! Но рекомендую Вам не экономить на алкогольных напитках и приобрести только самое лучшее у проверенного поставщика!
Концентрации тория на Луне. Модель создана при помощи данных, полученных аппаратом Lunar Prospector
Таким образом, наблюдения потока гамма-лучей и нейтронов с поверхности Луны (в принципе и других небесных тел) позволяют решить следующие три задачи космохимических исследований :
1) измерить содержание радиоактивных изотопов калия, тория и урана и, тем самым, выяснить отдельные условия образования и эволюции небесного тела;
2) измерить содержание основных породообразующих элементов и, тем самым, выяснить условия формирования и геохимической эволюции поверхности Луны;
3) измерить содержание водорода (соответственно, эквивалентное содержание воды) в приповерхностном слое — и, тем самым, выяснить природу гидрологических процессов и/или процесса обогащения вещества поверхности водородом или водой вследствие взаимодействия с солнечным ветром или столкновения с кометами.
Рейнджер-3
Первая попытка измерить гамма-излучение Луны была предпринята советскими исследователями на борту автоматической станции «Луна-1» и американскими специалистами на борту КА «Рейнджер-3, -4 и -5». Однако эти аппараты прошли на слишком большом расстоянии от Луны, и гамма-излучение не было зарегистрировано. Впервые гамма-излучение с поверхности Луны было измерено с борта советской лунной станции «Луна-10» в 1966 г., в состав научной аппаратуры которой входил сцинтилляционный гамма-спектрометр, которым были проведены измерения потока гамма-лучей от Луны.
Энергетический спектр гамма-излучения Луны по данным гамма-спектрометра на борту орбитальной станции «Луна-10». Кривые 1, 2, 3 и 4 соответствуют данным измерения, оценке фона от космического аппарата на орбите, оценке потока гамма-лучей непосредственно на поверхности и оценке фона от космического аппарата на поверхности, соответственно
Зарегистрированный на окололунной орбите поток гамма-лучей (кривая 1 на рис. выше) существенно превышал фоновый поток от станции (кривая 2). На основе физической обработки данных были получены спектры гамма-излучения с грунта для условий непосредственно на поверхности Луны (кривая 3), который существенно превышал оценку фона от КА в условиях на поверхности (кривая 4).
Пики ядерного излучения в энергетическом спектре гамма-лучей с поверхности Луны по данным измерений на автоматической станции «Луна-10»: 1 — спектр пород после вычитания фона, 2 — спектр, обусловленный взаимодействием космических лучей с породой, 3 — спектр естественных радиоактивных элементов
В энергетическом спектре гамма-излучения Луны (рис. выше) были обнаружены спектральные детали, соответствующие линиям ядерного излучения грунта Луны. Это пики от основных породообразующих элементов: 0,847 МэВ (железо), 1,01 МэВ (алюминий), 1,37 МэВ (магний), 1,78 МэВ (кремний) и линия от 2,3-2,6 МэВ от радиоактивного тория (см. табл. 1.12).
Межпланетная станция «Луна-10»
Основным недостатком измерений на станции «Луна-10» был относительно большой вклад в гамма-излучения локального фона от КА. Для уточнения полученных данных было решено повторить эксперимент по гамма-спектроскопии Луны на автоматической станции «Луна-12» с установкой детектора гамма-лучей на консоли на удалении около 0,5 м вне аппарата — это должно было существенно уменьшить локальный фон. Измерения проводились с орбиты с перицентром около 100 км и апоцентром около 1700 км в течение около 2 месяцев. Были получены энергетические спектры гамма-излучения различных районов Луны, в которых были отождествлены основные линии ядерного излучения (рис. ниже).
Пример энергетического спектра гамма-излучения, измеренного с борта станции «Луна-12». Стрелками показаны линии ядерного излучения
В результате экспериментов по гамма-спектроскопии Луны на автоматических станциях «Луна-10» и «Луна-12» в 1966 г. были получены следующие основные результаты :
— во всех «морских» районах Луны, где проводились измерения, уровень гамма-излучения естественных радиоактивных элементов соответствовал данным для земных примитивных или океанических базальтов;
— над «материками» Луны поток гамма-излучения оказался существенно ниже, чем над лунными «морями».
Вероятно, по составу вещество лунных «материков» близко к ультраосновным породам Земли, однако это требует подтверждения.
КА «Лунар Проспектор»
Впоследствии эти результаты были подтверждены на основе прямых лабораторных измерений лунного грунта, доставленного на Землю советскими автоматическими станциями «Луна-16» и «Луна-20».
Метод изучения состава вещества поверхности Луны на основе изучения спектрального состава гамма-излучения был также реализован американскими исследователями на борту кораблей «Аполлон-15» (1971 г.), «Аполлон-16» (1972 г.) и КА «Лунар Проспектор» (1998-1999 гг).