Луна (спутник)

Автор: Mega
Просмотров: 17034
Комментариев: 0
Дата: 30-03-2011, 10:31
Луна (спутник)
Луна (спутник) Луна - единственный естественный спутник планеты Земля. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планет Солнечной системы. Также является первым и единственным внеземным объектом естественного происхождения, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны - 384 467 км.
Месяц привлекал внимание людей с доисторических времен. Это второй самый яркий объект на небе после Солнца. Поскольку Луна обращается по орбите вокруг Земли с периодом в один месяц, угол между Землей, Луной и Солнцем изменяется; мы наблюдаем это явление как цикл лунных фаз. Период времени между последовательными новыми месяцы составляет 29,5 дней (709 часов).
Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, он всегда обращен к Земле одной и той же стороной. Дело в том, что Луна делает один оборот вокруг своей оси за то же время (27,3 суток), что и один оборот вокруг Земли. А поскольку направление обоих вращений совпадает, его противоположную сторону с Земли увидеть невозможно. Однако, поскольку вращение Луны вокруг Земли по эллиптической орбите происходит неравномерно, с Земли можно наблюдать 59% лунной поверхности.

Планетарные характеристики


  • Радиус = 1 738 км
  • Большая полуось орбиты = 384 400 км
  • Орбитальный период = 27,321661 суток
  • Эксцентриситет орбиты = 0,0549
  • Наклон орбиты экватора = 5,16
  • Температура поверхности = от -160 ° до +120 ° C
  • Сутки = 708 часов
  • Расстояние от Земли = 384400 км


Фазы Луны


Луна не является самосветящейся телом, как и все планеты. Наблюдать его можно лишь настолько, насколько он освещается Солнцем. За особенностей движения Луна всегда освещается Солнцем только с одной стороны, но земной наблюдатель в разное время видит освещенную половину по-разному. Луна меняет свою видимую форму, и эти изменения называются фазами. Фазы зависят от относительного расположения Земли, Луны и Солнца.
Новолуние - фаза, когда луна находится между Землей и Солнцем. В этот момент он невидим для земного наблюдателя.
Полнолуние - противоположная точка орбиты Луны, в которой его освещена Солнцем полушарие видимая земному наблюдателю полностью.
Промежуточные фазы - положение Луны между новолунием и полнолунием, когда земной наблюдатель видит большую или меньшую часть освещенной полушарии, их называют четвертями.

Гравитационное взаимодействие. Приливы и отливы


Гравитационные силы между Землей и Луной вызывают некоторые интересные эффекты. Самый известный из них - морские приливы и отливы. Гравитационное притяжение Луны сильнее на той стороне Земли, которая обращена к Луне, и слабее на противоположной стороне. Поэтому поверхность Земли, и особенно океаны, вытягиваются по направлению к Луне. Если бы мы посмотрели на Землю со стороны, мы увидели бы две выпуклости, и обе они направлены в сторону Луны, но находятся на противоположных сторонах Земли. Этот эффект намного более силен в океанской воде, чем в твердой коре, так выпуклость воды больше. А поскольку Земля вращается намного быстрее, чем Луна перемещается по своей орбите, перемещение выпуклостей вокруг Земли раз за день дает две высших точки прилива в день.

Исследование Луны


Луна (спутник)
Миссия Аполлон
Изобретение телескопов позволило различать меньшие детали рельефа Луны. Первую лунную карту составил Риччиоли в 1651 году, он же дал название крупнейшим кратерам. Вслед за ним занимались картографией Луны Ньютон и Гершель, карта стала более подробной, поскольку улучшилась техника наблюдения.

С началом космической эры количество знаний о Луне значительно увеличилось. Стал известен состав лунного грунта, ученые даже получили его образцы, составлена ​​карта обратной стороны.

Впервые Луну посетил советский космический корабль Луна-2 13 сентября 1959.

Впервые астрономам удалось заглянуть на обратную сторону Луны в 1959, когда советская станция Луна-3 пролетела над ним и сфотографировала невидимую с Земли часть ее поверхности. Обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для астрономической обсерватории. Размещенным здесь оптическим телескопам не пришлось бы пробиваться сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов Луна послужил бы естественным щитом из твердых горных пород толщиной 3500 км, который надежно прикрыл бы от любых радиопомех с Земли.

В начале 1960-х годов было очевидно, что в освоении космоса США отстает от СССР. Джон Кеннеди заявил - высадка человека на Луну состоится до 1970 года. Для подготовки к пилотируемому полету NASA выполнило несколько космических программ: «Рейнджер» - фотографирование поверхности, «Сервейор» (1966-1968) - мягкая посадка и съемки местности и «Лунар Орбитер» (1966-1967) - детальное изображение поверхности Луны.

Сама программа пилотируемого полета на Луну называлась Космическая программа «Аполлон». Луна - единственное внеземное тело, на котором побывал человек. Первая посадка произошла 20 июля 1969; последняя - в декабре 1972 года. Луна является также единственным небесным телом, образцы которого были доставлены на Землю.

СССР ответил отправкой на Луну двух радиоуправляемых самоходных аппаратов, «Луноход-1» в ноябре 1970 года и «Луноход-2» в январе 1973.
После окончания советской космической программы «Луна» и американской Космическая программа «Аполлон» исследования Луны с помощью космических аппаратов было практически прекращено. Но в начале XXI века Китай опубликовал свою программу освоения Луны, включающую кроме доставки лунохода (в 2011 году) и отправки грунта на Землю (2012), еще и постройку обитаемых лунных баз (2030). Считается, что это заставило остальные космические державы снова развернуть лунные программы. Так, например, ЕКА 28 сентября 2003 запустило первый лунный зонд «Смарт-1», а Джордж Буш 14 января 2004 объявил, что в планы США входит создание новых пилотируемых космических кораблей, способных доставить людей на Луну, с целью заложить к 2020 году первые лунные базы.

Сегодня исследователям доступно 382 кг лунного грунта, собранного в ходе осуществления проекта "Аполлон" (1969-1972 гг) и ок. 300 г грунта, доставленного советскими автоматическими станциями Луна-16, Луна-20 и Луна-24. Этот грунт представляет собой около 2200 различных образцов из девяти мест Луны. Около 45 кг образцов NASA бесплатно передало в ряд научно-исследовательских организаций в США и других странах. Образцы для исследования может получить любая научное учреждение, составит обоснованную заявку.

В начале XXI века программы исследования Луны активизировались. О своих планах создать орбитальную окололунную станцию ​​заявили ряд стран, в частности США, Китай, Индия, Россия, Япония. Международный космический консорциум планирует сделать это к 2010 г. Специалисты прогнозируют, что в 2012 г. наступит время массового запуска автоматизированных луноходов, а к 2015 г. будет создан подробный карту полезных ископаемых Луны. В 2020 г. планируется послать на Луну пилотную экспедицию и начать строительство обитаемой лунной базы, которая будет выполнять не только миссию освоения Луны, но и обеспечивать облегчение полетов на Марс и другие планеты Солнечной системы.

Геология Луны


Луна (спутник)
Лунный кратер
Благодаря своему размеру и составу Луну иногда относят к планетам земной группы наряду с Меркурием, Венерой, Землей и Марсом. Поэтому изучая геологическое строение Луны, можно многое узнать о строении и развитии Земли.

Толщина коры Луны в среднем составляет 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королева на обратной стороне. Под корой находится мантия и, возможно, малое ядро ​​из сернистого железа (радиусом приблизительно 340 км и массой, составляющей 2% массы Луны). В отличие от мантии Земли, мантия Луны только частично расплавленная. Интересно, что центр масс Луны располагается примерно в 2 км от геометрического центра по направлению к Земле. На той стороне, которая повернута к Земле, кора более тонкая.

Измерение скорости спутников «Лунар Орбитер» позволили создать гравитационную карту Луны. С ее помощью были обнаружены уникальные лунные объекты названы масконы - это массы вещества повышенной плотности.

Луна не имеет магнитного поля. Но некоторые из горных пород на ее поверхности проявляют остаточный магнетизм, что указывает на то, что, возможно, в истории у Луны было магнитное поле.

Не имея ни атмосферы, ни магнитного поля, поверхность Луны подвергается непосредственному воздействию солнечного ветра. В течение 4 миллиардов лет водородные ионы из солнечного ветра погружались в реголит Луны. Таким образом, образцы реголита, доставленные Аполлоном, оказались очень ценными для исследования солнечного ветра. Этот лунный водород также может быть использован когда как ракетное топливо.

Сейсмология


Оставленные на Луне сейсмографы показали наличие сейсмической активности. За отсутствия воды колебания лунной поверхности продолжительны по времени, могут длиться более часа.

Мисяцетрусы можно разделить на четыре группы:
  • приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли
  • тектонические - нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны
  • метеоритные - из-за падения метеоритов,
  • термальные - за резкого нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.



География Луны


Луна (спутник)
Ученый-астронавт Х. Шмит, стоящий около огромного расколотого камня, во время последнего полета людей на Луну.
Поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая горная местность с большим количеством кратеров (месячные материки) и относительно гладкие и молодые лунные моря. Лунные моря, которые составляют примерно 16% всей поверхности Луны, - это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Большая часть поверхности покрыта реголитом - смесью тонкой пыли и скалистых обломков, полученных из столкновений с метеоритами. По непонятной причине лунные моря сконцентрированы на обращенной к нам стороне.

Большинство кратеров на обращенной к нам стороне называется именами знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Особенности ландшафта на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королев - в основном это русские названия, так как первые снимки были сделаны советским кораблем Луна-3. В дополнение к этим особенностям на обратной стороне Луны содержится огромный бассейн кратеров величиной 2250 км в диаметре и 12 км глубиной - это самый большой бассейн, появившийся в результате столкновения, в Солнечной системе, и находится в западной части видимой стороны (его видно из земли), который является замечательным примером много-кольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа - купола, хребты, долины и трещины, которые называются лунными бороздами (Рилла).

В 2011 году в Интернете была опубликована подробная на сегодняшний фотография обратной стороны Луны. Изображение было составлено из множества фотографий, полученных зондом NASA под названием LRO.

Происхождение Луны


До того, как ученые получили образцы лунного грунта, они ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна. Было три принципиальных теории:
  • Луна и Земля сформировались в то же время из газо-пылевого облака
  • Луна откололась от Земли
  • Луна сформировалась в другом месте и впоследствии был захвачен Землей.
    Но новая информация, полученная путем детального изучения образцов с Луны, в частности, распределения изотопов, привела к следующей теории: Земля столкнулась с объектом размером с Марс, (возможно сформировался в одной из точек Лагранжа), этот планетоид назвали Тейя. Луна образовалась из выбитой этим столкновением вещества. Не все детали этой теории проработаны, но именно она сегодня имеет наибольшее распространение.

Научно-популярное онлайн издание "Меганаука"