Представьте себе высадку на Луне. Спустившись с посадочного модуля по небольшой лесенке и оглядываясь сквозь шлем скафандра, неподалеку вы с удивлением обнаруживаете еще один космический корабль. Именно это произошло в 1969 г. с командой миссии Apollo 12.

Пит Конрад из команды Apollo 12 осматривает модуль Surveyor 3; метрах в 200 позади виден корабль Intrepid, на котором прилетел сам астронавт
Микрофотография лунного грунта — реголита — демонстрирует сложную смесь стеклянных фрагментов вулканического происхождения; острых кусочков стекла, образовавшихся при посадке аппарата; обломков камней и так далее
Группа ученых изучает ковш аппарата Surveyor 3
Ковш Surveyor 3 в стеклянном контейнере; для масштаба показана шариковая ручка

В ноябре 1969 года Пит Конрад (Pete Conrad) и Алан Бин (Alan Bean), участники миссии Apollo 12 стали второй в истории группой людей, чья нога ступил на лунную поверхность. Каково же было их удивление, когда в нескольких шагах от своего посадочного модуля, на краю небольшого кратера они увидели заброшенный корабль Surveyor 3, опустившийся на Луну 2,5 годами ранее. Когда они доложили об этом на Землю, ученые быстро сообразили, как с толком использовать сделанную так неожиданно находку.

Впрочем, особенно удивляться не стоит, ведь место посадки «Аполлона» и было выбрано неподалеку от небольшого корабля Surveyor 3, который провел столько времени в самых суровых условиях, которые только можно найти на Луне: глубокий вакуум, мощная космическая радиация, опасность попадания метеорита, экстремальные перепады температуры. Специалисты на Земле крайне заинтересовались тем, как перенесла подобные трудности бортовая аппаратура, металлические, стеклянные компоненты аппарата.

По их просьбе в свой второй запланированный выход на поверхность спутника Бин и Конрад обошли и тщательно сфотографировали пустой зонд, провели некоторые замеры и начали разбирать его на части. Астронавты прихватили с собой все, что заинтересовало ученых: фрагменты металлических трубок и электрокабелей, бортовую камеру и небольшой совок, которым Surveyor 3 производил сбор образцов лунного грунта (реголита). Все это вернулось на Землю и после ряда исследований был благополучно отправлено в хранилище. Совок поместили в стеклянный контейнер и выставили в космическом музее Johnson Space Center. Пока — уже в наши дни — ученые не сообразили, что «выжали» из него далеко не все возможное.

Например, этот скромный совок может рассказать многое о том, как следует копать лунный грунт, что особенно важно в свете подготовки к возведению на спутнике постоянной обитаемой базы.

Дело в том, что каменистый и пыльный реголит содержит массу компонентов, которые можно не доставлять с Земли, а, экономя многие миллионы, добывать прямо на месте. К примеру, в его составе вполне достаточно кислорода, связанного в составе минеральных соединений, а возможно — на полюсах спутника — и в форме замерзшей воды (мы об этом рассказывали в заметке «Экскаватор добудет воздух»). Ученые надеются, что такой лед может сохраняться на Луне веками, скрываясь под тонким слоем пыли или в вечной тени глубоких кратеров. Главное, что в этом случае и копать особенно не придется.

Лунный грунт заметно отличается от земного. Почва под нашими ногами формируется под влиянием комбинации факторов не только геологических, но и климатических, и биологических. Наша земля влажная, ее частицы округлены под воздействием ветров и течений. Напротив, грунт Луны — сухая субстанция, разбитая в мелкую крошку бесчисленными ударами метеоритов, от которых Землю защищает атмосфера. И если раскапывать реголит ковшом экскаватора, вести он себя будет не так, как земная почва. А как именно — ученые и решили установить, изучив совок зонда Surveyor 3.

«Чтобы разработать подходящее для лунной базы оборудование, нам нужно понимать силы, необходимые для того, чтобы, к примеру, зачерпнуть реголит, или проделывать с ним другие манипуляции», — говорит один из участников исследования Ален Вилкинсон (Allen Wilkinson).

Этими исследованиями как раз и занималась миссия Surveyor 3, а также следующая за ней Surveyor 7. Вкапываясь в лунный грунт, они параллельно замеряли усилие, необходимое для этого. Однако лишь теперь ученые обратились к анализу этих данных. А для этого им теперь, 40 лет спустя, понадобилось знать точные размеры и форму совка. Каково же было их потрясение, когда они обнаружили, что чертежи миссии попросту пропали! На счастье, один совок нашелся в музее.

Однако даже измерить его оказалось не так просто. Можно было бы просто использовать линейку, но совок запаян в воздухонепроницаемый контейнер, а нарушать его целостность руководство NASA запретило, чтобы не нарушить историческую подлинность уникального музейного экспоната.

Ученым пришлось использовать технику фотограмметрии, позволяющей устанавливать точные размеры объектов по фотографии. Установив совок на белом фоне, они сфотографировали его вместе со стандартным «фотограмметрическим кубом», на поверхности которого нанесена точная размерная сетка. Исходя из этих данных, удалось установить все необходимые размеры с точностью около 1 мм и сделать точную модель совка, который уже можно использовать для экспериментов.

С ним ученые проводят всевозможные эксперименты, используя искусственно созданный аналог реголита JSC-1a, популярный у исследователей (вспомним, к примеру, изучение последствий падения метеоритов, о котором мы рассказывали: «Стрельба в грунт»). Стоит сказать, что эти опытные данные прекрасно сходятся с замерами, сделанными зондом Surveyor 3 «на натуре», и ученые обещают предоставить всю необходимую информацию инженерам, которые и разработают действительно эффективное оборудование для работы специально на Луне. А значит — база будет.

По сообщению NASA