Луна

Знакомая нам с детства, Луна - это ярчайший объект ночного неба. В этой статье мы подробно рассмотрим особенности и характеристики Луны - единственного естественного спутника Земли.

Фазы Луны.

Содержание

1. Краткая характеристика Луны
2. Описание и особенности Луны
3. Один маленький шаг
4. Анатомия Луны
5. Поверхность Луны
6. Время и приливы
7. Ошибочные представления о Луне

Восход Луны над горным массивом в Джибути.

Краткая характеристика Луны

• Первооткрыватель: неизвестен
• Время открытия: доисторический период
• Название: происходит от праславянского корня luna
• Расстояние от земли: 384 400 км
• Масса: 0,012 земной массы
• Объем: 0,02 объема земного шара
• Средний радиус: 1738 км
• Сила гравитации на поверхности: 0,17 земной
• Минимальная/максимальная температура: -233/123 °С
• Продолжительность лунного дня: 27,32 земных суток
• Лунный год: 27,32 земного дня

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить

Луна. Видимая сторона

Сторона Луны, все время обращенная к Земле, покрыта морями обширными базальтовыми равнинами, которые кажутся темными по контрасту с окружающими их возвышенностями. Карты поверхности Луны, нашей ближайшей соседки по Солнечной системе и наиболее изученного небесного тела, были составлены еще в древние времена. Данная карта представляет собой глобальную мозаику из тысяч совмещенных друг с другом изображений, полученных автоматической межпланетной станцией НАСА Lunar Reconnaissance Orbiter искусственного спутника Луны, с 2009 года занимающегося мониторингом лунной поверхности.

Кликните по картинке, она откроется в новом окне и ее можно будет увеличить

Луна. Обратная сторона

Сторона Луны, скрытая от глаз земных наблюдателей, до наступления космической эры была недоступна наблюдениям. Кратеры на обратной стороне Луны преимущественно названы в честь ученых, исследователей, астронавтов и космонавтов. Вся поверхность нашего спутника покрыта очень сухим сыпучим грунтом, который называется реголитом.

Описание и особенности Луны

Луна совершает полный оборот вокруг Земли немногим более чем за 27 дней, что почти совпадает со временем, которое единственный естественный спутник Земли тратит на полный оборот вокруг своей оси. Такое совпадение привело к тому, что Луна всегда повернута к нам одной стороной. Причина тому гравитационное взаимодействие нашей планеты и ее соседки, приводящее к приливам и отливам на Земле и к тому, что под действием гравитационных сил Луна приняла вытянутую форму, в результате чего периоды ее обращения вокруг Земли и вращения вокруг своей оси синхронизировались. Такое явление не является уникальным и наблюдается у спутников и других планет. Также гравитационное взаимодействие Земля Луна приводит к тому, что единственный естественный спутник удаляется от нас со скоростью порядка 4 см за 100 лет.

Научные исследования Луны имеют давнюю историю. Греческие, китайские и индийские астрономы понимали, что Луна светит отраженным солнечным светом, а Аристотель учил, что она отмечает границу земной и небесной сфер. Клавдий Птолемей, опираясь на более ранние работы греческих астрономов, оценил расстояние до Луны, а также размеры нашего спутника с точностью до нескольких процентов от принятых в настоящее время величин.

В 1609 году Галилео Галилей, используя сконструированный им телескоп, сделал зарисовки лунной поверхности, обозначив горы, равнины и кратеры. Осознание того, что наша соседка имеет те же геологические характеристики, что и Земля, сыграло важную роль в развенчании гелиоцентрических моделей мира, в которых Луна представлялась гладкой сферой. Обратная сторона Луны впервые была сфотографирована в 1959 году советским аппаратом «Луна-3».

Один маленький шаг

Космическая гонка эпохи холодной войны привела к тому, что в 1969 году на поверхности Луны отпечатались первые следы человека американца Нила Армстронга, который, ступая на поверхность Луны из космического корабля «Аполлон-11», произнес историческую фразу: «Это маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества». Наиболее важным достижением шести лунных миссий были 380 кг лунного грунта, доставленные на Землю для изучения. Возраст некоторых из этих проб сравним с возрастом Солнечной системы.

После 1972 года к нашему единственному естественному спутнику летали только непилотируемые космические аппараты. Помимо США исследованиями Луны в течение нескольких последних десятилетий занимались также Европейское космическое агентство, Индия, Япония и Китай.

Анатомия Луны

Мы знаем, что Луна, как и Земля, сформировалась порядка 4,5 миллиарда лет назад. Научные дискуссии о том, как именно это произошло, длились достаточно долго. Основная проблема заключалась в том, что средняя плотность лунного вещества существенно меньше земного главным образом за счет того, что железное ядро Луны очень маленькое. Ученым необходимо было ответить на вопрос, как могли одновременно из одного протопланетного облака по соседству сформироваться столь разные по своим характеристикам небесные тела.

Луна в разрезе представляет собой безжизненное небесное тело, в центре которого расположено маленькое железное ядро, окруженное толстой мантией, которую покрывает испещренная ударными кратерами кора. Так как у Луны нет атмосферы, однажды образовавшись, кратеры уже никогда не исчезают.

Одной из распространенных в настоящее время является так называемая модель ударного формирования Луны. Согласно этой модели на раннем этапе формирования произошло столкновение молодой Земли и небесного тела, сравнимого по размеру с Марсом.

В результате этого столкновения большая часть вещества марсоподобного объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков и сформировалась протолуна. Хотя Луна и является пятым по размеру естественным спутником в Солнечной системе, размеры ее по отношению к «материнской планете», Земле, небольшие. Радиус Луны приблизительно равен 0,27 земного радиуса, а масса 1/81 массы Земли.

Астронавты миссии «Аполлон-17» водрузили на поверхности Луны американский флаг. Луноход расположен вблизи места прилунения для сбора проб лунного грунта. Основная часть того, что нам известно о формировании Луны, есть результат изучения этой породы. Отпечатки подошв, видимые на поверхности, остаются на ней до сих пор.

Наиболее плотное вещество Земли, из которого сформировано железное ядро, не участвовало в образовании Луны. Именно поэтому плотности Земли и Луны столь различны. В процессе формирования молодая Луна прошла те же этапы, что и Земля: ее недра также имеют слоистую структуру, хотя лунное ядро существенно меньше земного. Приблизительно треть видимой с Земли поверхности Луны занимают обширные темные равнины. Эти области называются морями, так как в древности астрономы полагали, что они заполнены водой. На самом деле лунные моря, крупнейшее из которых образовалось 33 ,5 миллиарда лет назад, это низменности с ровным дном, залитые затвердевшей лавой, имеющей более темную окраску. На обратной стороне Луны морей куда меньше и в основном они небольшие. Светлые области видимого диска Луны, которые отождествляют с возвышенностями, старше лунных морей. Предположительно они были сформированы 4,4 миллиарда лет назад и представляют собой скопления того вещества, которое первым кристаллизовалось в процессе охлаждения протолуны.

Поверхность Луны

Чашеобразные углубления в поверхности Луны называются кратерами. В соответствии с современными представлениями абсолютное большинство из них образовалось в результате падения метеоритов. Луна не имеет атмосферы, которая могла бы защитить ее от столкновений, а также «стереть следы» этих ударов. В результате холодный лунный мир, где давно прекратилась геологическая активность, несет на себе следы ударных взаимодействий и вулканизма.

Единственной причиной изменения вида лунной поверхности являются ныне удары метеоритов. Небольшие удары крошат каменистую породу, создавая маленькие стекловидные кусочки, которые слипаются друг с другом. Образующееся при этом вещество, называемое реголитом, покрывает всю поверхность Луны, за исключением крутых склонов. На старых нагорьях толщина слоя лунного грунта лежит в пределах от 10 до 20 метров, а на поверхности лунных морей от 3 до 5 метров.

Так как среди землян периодически возникают разговоры о создании на Луне поселений или баз для участников будущих пилотируемых экспедиций, то вопрос о наличии воды на поверхности нашего спутника на протяжении последних лет был предметом неослабевающего научного интереса. Лучшим местом для поиска водных ресурсов являются полярные области Луны, так как они никогда не подвергаются воздействию прямых солнечных лучей. В 2009 году первая индийская лунная миссия «Чандраян-1» (санск. «лунный корабль») обнаружила воду в свете, отраженном от лунной поверхности. Через несколько недель американский космический корабль LCROSS, созданный для зондирования лунных кратеров, сбросил на поверхность Луны в районе кратера Кабеус разгонный блок и пролетел сквозь образовавшееся в результате удара облако газа и пыли, анализируя вещество, поднятое со дна кратера. Согласно результатам, анализа, облако содержало не меньше 100 кг воды, а на полюсах спутника Земли были обнаружены залежи льда и других веществ, включая большое количество ртути и серебра.

Время и приливы

Известно, что океанические приливы на Земле вызываются гравитационным воздействием на нашу планету со стороны Луны. Следует отметить два обстоятельства, связанных с приливами: они наблюдаются дважды (а не единожды) за день, а также то, что максимальные приливы происходят тогда, когда Луна расположена не прямо над головой, а на линии горизонта. Оба этих факта свидетельствуют о том, что океанические приливы вызываются не только гравитационным воздействием на воды Мирового океана со стороны Луны.

Мы привыкли думать, что Луна вращается вокруг Земли, на самом же деле Земля и Луна обращаются вокруг некоей точки между ними, которая называется центром масс. Кроме того, пара Земля Луна посредством гравитации взаимодействует с центральным светилом Солнцем. В результате этого гравитационного взаимодействия, а также проявления сил инерции, которые возникают при обращении тел вокруг общих для них центров масс, и формируются волны, вызывающие появление приливов и отливов. Вращение Земли вокруг общего для них с Луной центра масс приводит к возникновению океанического «горба», прямо противоположного тому, который образуется в результате гравитационного притяжения вод Мирового океана Луной, поэтому мы и наблюдаем приливы и отливы дважды в день.

Тот факт, что полная вода случается тогда, когда Луна располагается на линии горизонта, есть следствие того, что земные океаны достаточно мелкие их средняя глубина равна 5 км. Из-за вращения Земли вокруг своей оси приливные горбы не «бегут» непосредственно под Луной, а отстают от нее. Если бы глубина земных океанов составляла 97 км, то полная вода возникала бы с задержкой в 12 часов как раз тогда, когда Луна была бы над головой наблюдателя.

Ошибочные представления о Луне

Мы не можем закрыть тему Луны, не развенчав ряд связанных с ней укоренившихся ошибочных представлений:

• Нет никаких статистически значимых свидетельств в пользу того, что полная луна вызывает обострение психических заболеваний.
• Нет никаких свидетельств наличия базы инопланетян на обратной стороне Луны.
• Тот факт, что Луна кажется нам больше по размеру, когда она находится у горизонта, а не над головой, вызван оптическими эффектами. В этом можно убедиться самостоятельно, оценив с помощью спицы, палочки, карандаша и т. п. линейные размеры лунного диска, когда наш спутник будет располагаться сначала вблизи горизонта, а через несколько часов на некоторой высоте над ним.