Наряду с обычными солнечными батареями на Луне могут быть применены и устройства, работающие на принципе термопары. Как известно, принцип этот состоит в том, что два электрода, изготовленные из различных биметаллов, помещают в различные температурные условия, в результате чего между ними возникает разность потенциалов. На Луне необходимый для работы термопар перепад температур создан самой природой. Если один из электродов поместить на глубине одного метра под поверхностью в слое постоянной отрицательной температуры, а другой непосредственно на поверхности, где днем температура поднимается до 130—150 градусов тепла, а ночью опускается до 150—170 градусов ниже нуля, то между ними в любое время лунных суток будет существовать значительная разность температур, вполне достаточная для того, чтобы обеспечить генерирование электроэнергии.
Есть и ещё одна идея, граничащая с фантастикой... Дело в том, что на Луне имеется очень мощный источник энергии, но совершенно не ясно, как его использовать. Речь идёт о выпадении на лунную поверхность метеоритного вещества. Приближаясь к Луне, метеоритные тела движутся с большими скоростями и поэтому обладают огромным запасом энергии, которая выделяется при взрыве в момент удара.
Взрывы, возникающие при падении крупных метеоритов, по своей мощности сравнимы с термоядерными взрывами.
Однако никаких конструктивных идей, а тем более инженерных расчётов относительно того, каким образом эту энергию использовать, нет. Видимо, если и существуют какие-то пути, то только косвенные: скажем, каким-то образом превращать в полезную работу энергию возникающих в теле Луны сейсмических волн... Но и на этот счёт реальных практических предложений пока не существует.
Создание на Луне научной базы или пересадочной станции для космических кораблей будет неизбежно связано со значительным усилением интенсивности полётов по трассе Земля — Луна — Земля. В связи с этим возникает задача обеспечения космических кораблей для обратных рейсов топливом, изготовляемым непосредственно на Луне за счёт лунных ресурсов. Если бы эту проблему удалось решить, отпала бы необходимость загружать космические корабли топливом для возвращения на Землю, а это в свою очередь дало бы значительный выигрыш полезного веса и повысило эффективность челночных рейсов между Землей и Луной.
Согласно оценкам специалистов по ракетной технике, встречающимся в зарубежной научной литературе, если учесть возможность применения в будущем для полётов к Луне ракет-носителей с многократным использованием первых ступеней, а также осуществления челночных рейсов с помощью средств многоразовой доставки на промежуточные станции, движущиеся по околоземным орбитам, то масса топлива, которое можно будет выработать на Луне, превысит массу доставленного для этой цели на Луну необходимого оборудования примерно в 20—40 раз. Такое соотношение можно считать в достаточной степени рентабельным. А это означает, что подобные проекты, по всей вероятности, со временем будут осуществлены.
Очень важно отметить, что все проекты, о которых идёт речь, — это отнюдь не чисто умозрительные, а вполне реальные разработки, в основе которых лежат результаты исследования лунной среды и точные расчёты.
Таковы некоторые соображения, связанные с возможностью освоения Луны в обозримом будущем. Они говорят о том, что идея создания на нашем естественном спутнике научной базы отнюдь не может считаться утопией, что в результате развития космических полётов Луна постепенно вовлекается в сферу практической деятельности человека.
А если людям придётся жить, работать и передвигаться по Луне, то неизбежно возникает проблема ориентирования на лунной местности и определения местоположения.
Однако прежде чем перейти непосредственно к этому вопросу, познакомимся кратко с теми условиями, с которыми встретится человек на поверхности естественного спутника Земли.
Луна вблизи
На лунной поверхности можно выделить две основные формы рельефа: материковый и морской. Морские районы выглядят на фотографиях Луны, сделанных с помощью наземных телескопов, тёмными пятнами. В своё время считалось, что это довольно ровные участки, однако в результате изучения Луны космическими средствами выяснилось, что их поверхность также довольно шероховата.
Наиболее характерной формой лунного рельефа являются кольцевые горы — кратеры. Поперечники некоторых из них достигают 200—300 км. Благодаря космическим аппаратам на Луне обнаружены не только крупные, но и мелкие кольцевые образования. В частности, оказалось, что почти вся лунная поверхность усеяна множеством мелких кратеров различных размеров и форм.
Чтобы не заблудиться на Луне
Существенное значение для условий ориентирования на Луне имеет отсутствие у этого небесного тела сколько-нибудь заметного магнитного поля.
Ещё в 1959 г., во время полёта второй советской АМС «Луна-2», были проведены первые магнитные измерения. Установленный на ней магнитометр, несмотря на высокую чувствительность, не обнаружил у Луны никаких признаков присутствия магнитного поля. Между тем, если бы магнитное поле было даже в тысячу раз слабее земного, прибор зарегистрировал бы его.
Магнитное поле удалось обнаружить, когда ещё более чувствительная аппаратура для магнитных измерений была размещена на борту первого искусственного спутника Луны — советской автоматической станции «Луна-10». Это позволило не только определить верхнюю границу величины магнитного поля, но и зарегистрировать его изменения на протяжении шести суток. Оказалось, что максимального значения магнитное поле Луны достигало в тот момент, когда Луна находилась в полнолунии, т.е. около линии, проходящей через Землю и Солнце. Это, по всей вероятности, объясняется тем, что земное магнитное поле, так называемая магнитосфера, имеет своеобразный «хвост», направленный в сторону, противоположную Солнцу, и, видимо, достигающий орбиты Луны.
Такое предположение подтверждается измерениями интенсивности потоков заряженных частиц в окололунном пространстве. Дело в том, что заряженные частицы солнечной плазмы не могут проникать внутрь магнитосферы Земли. Поэтому можно было ожидать, что, когда Луна выйдет из магнитного хвоста нашей планеты, эти потоки усилятся. И действительно, после того как Луна уходит от линии Земля — Солнце, интенсивность заряженных частиц значительно возрастает.
Последующие измерения показали, что в отдельных местах лунной поверхности были обнаружены «намагниченные пятна». Природа этого явления пока что остается неясной. Не исключено, что здесь мы столкнулись с остатками былого магнитного поля Луны, которое когда-то, возможно, было достаточно сильным.
Согласно современным представлениям планетный магнетизм связан с электрическими явлениями, протекающими в жидком ядре небесного тела. Поскольку сейсмические измерения указывают на возможность существования жидкого ядра у современной Луны, не исключено, что на ранней стадии своей истории она могла обладать достаточно сильным магнитным полем. Однако приблизительно 3—4 миллиарда лет назад это поле распалось в результате каких-то изменений в ядре.
С другой стороны, намагничение отдельных участков лунной поверхности могло происходить и в результате ударных процессов при падении крупных космических тел.
Что же касается общего магнитного поля Луны, то согласно современным данным оно в сотни тысяч, а то и в миллионы раз слабее земного.
В связи с этим особое значение для ориентирования на Луне приобретают наблюдения звёздного неба.
О перспективах астрономических исследований на Луне написано немало. Лунные обсерватории... Гигантские телескопы, оснащенные зеркалами поперечником в десятки метров, зеркала, которым не грозит искривление под действием слабого поля лунного тяготения... Колоссальные увеличения, не ограниченные атмосферными помехами... Идеальные фотографии далёких космических объектов на идеально прозрачном лунном небе.