Что такое Луна?
Что такое Луна? Планеты нашей Солнечной системы вращаются вокруг Солнца и удерживаются на своих орбитах силой гравитации Солнца.
Другие небесные тела Солнечной системы, которые называются естественными спутниками, или лунами, аналогичным образом вращаются вокруг своих планет.
У некоторых планет много спутников (у Сатурна их 18!), но у Земли спутник всего один. Наша Луна представляет собой почти правильный шар, состоящий из слоев разных каменных пород.
Легче всего увидеть этот «лик» ранним вечером при почти полной Луне. Разные культуры воспринимают лик Луны по-разному и видят на полной Луне женский силуэт, мышь, буйвола, зайца, лягушку или дракона.
Луна вызывает приливы и отливы в земных океанах, и это единственное место вне Земли, где побывал человек.
Как полагают, и Земля, и Луна возникли в одно и то же время, когда формировалась Солнечная система. Некоторые ученые считают, что Луна откололась от Земли после столкновения нашей планеты с другой планетой.
В отличие от Земли на Луне нет ни воды, ни атмосферы, поэтому жизнь там невозможна. Из-за отсутствия атмосферы по ночам (когда Луна отворачивается от Солнца) там свирепствует лютый мороз, а днем (когда Луна полностью освещена Солнцем) царит жара.
Луна находится на расстоянии около 386 000 км от Земли, достаточно близко, чтобы ее могли посещать астронавты. Диаметр Луны составляет около 3480 км, приблизительно четверть диаметра Земли, а масса Луны в 80 раз меньше массы Земли.
Сам естественный спутник не испускает света, и свечение Луны, которое мы наблюдаем, обусловлено отражением солнечных лучей от ее поверхности.
Шаги к Луне
Взгляды людей с древнейших времен устремлялись к Луне. Циклами смены лунных фаз отсчитывали время на Земле, мореходы умело использовали приливы и отливы для плавания в мелководных устьях больших рек, свет Луны позволял ориентироваться в ночной тьме.
Пытаясь понять «странности» поведения нашей спутницы в звездном небе, астрономы Древней Греции уже во 2 в. до н. э. определили наклон лунной орбиты относительно плоскости эклиптики и многие особенности ее движения.
Все доступные в то время сведения о Луне были собраны великим античным астрономом и географом Клавдием Птолемеем в его труде «Альмагест», который на протяжении полутора тысяч лет считался «библией» астрономов и навигаторов.
Луна: «улетающий» спутник
Расстояние между центрами Земли и Луны составляет 384 467 км. Луна двигается вокруг Земли по эллиптической орбите, испытывая не только притяжение своей «хозяйки», но и вдвое большее притяжение Солнца. Поэтому в движении нашего спутника немало странностей и отклонений, которые, впрочем, заметны только специалистам.
Орбита Луны лежит не точно в плоскости эклиптики, в которой обращаются вокруг Солнца все остальные планеты, а наклонена к ней под небольшим углом - около 5°.
Если бы этого наклона не существовало, полные затмения Солнца происходили бы ежемесячно и не считались бы таким уникальным явлением.
В своем движении Луна постепенно удаляется от Земли (примерно на 4 см в год), так что, строго говоря, ее орбита представляет собой постепенно раскручивающуюся спираль.
Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27,3 земных суток. Этот промежуток времени получил название сидерического, или лунного, месяца.
При этом время одного оборота Луны вокруг Земли точно совпадает со временем одного оборота Луны вокруг собственной оси. Поэтому мы и видим Луну всегда повернутой к Земле одной стороной.
Луна для земного наблюдателя движется с запада на восток и ежевечерне отклоняется влево в среднем на 12°. Поэтому лунные сутки, то есть время от одного восхода Луны до другого, имеют длительность 25 часов.
Свечение Луны - это всего лишь отражение падающего на нее солнечного света. Вот почему с Земли видна только освещенная часть ее поверхности.
При вращении Луны вокруг Земли угол между Землей, Луной и Солнцем постоянно меняется - мы наблюдаем это явление как смену лунных фаз. Однако за то время, пока Луна совершает свой путь по околоземной орбите, Земля успевает пройти значительное расстояние вокруг Солнца.
Поэтому, для того чтобы снова оказаться между Землей и Солнцем и начать новый цикл лунных фаз, нашему спутнику требуется еще около двух суток. Таким образом, от новолуния до новолуния проходит 29,5 дней. Этот период называется синодическим месяцем.
Основные фазы Луны: новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть.
Из-за особого явления, которое астрономы называют либрацией (в переводе с латыни - «покачивание»), взгляду наблюдателя периодически открываются небольшие области, находящиеся на обратной стороне Луны. Благодаря этому астрономам прошлого было известно примерно 59 % ее поверхности.
На поверхности Луны
Условия на поверхности нашего спутника более чем суровые. Температура на освещенной стороне достигает +130 °С, в тени же она стремительно падает до -160 °С.
Атмосферы у Луны практически нет, и лишь в разгар лунного дня разогретые горные породы начинают выделять небольшое количество газов, в основном водорода.
Небо на Луне всегда черное, даже днем. Центральное место на нем занимает огромный диск Земли, который на Луне выглядит в 3,7 раза больше, чем Луна с Земли. Земля освещает Луну отраженным солнечным светом почти в 50 раз сильнее, чем Луна Землю.
Поверхность Луны покрыта слоем реголита - смеси тонкой пыли и скальных обломков, образовавшихся при столкновениях метеоров с лунной поверхностью.
Толщина реголита в некоторых областях нашего спутника достигает нескольких десятков метров. Он достаточно плотен, чтобы по нему могли передвигаться массивные тела - луноходы.
Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле,- ведь масса Луны в 80 раз меньше земной.
Как и ее «хозяйка», Луна имеет сложное внутреннее строение. Толщина ее коры в среднем составляет 68 км. Под корой находится мантия и небольшое ядро, состоящее из сернистого железа.
Масса лунного ядра составляет не больше 2 % общей массы Луны. Интересно, что на той стороне нашего спутника, которая повернута к Земле, кора более тонкая, а на поверхности моря Кризисов мантия выходит прямо к поверхности.
Кратеры на поверхности нашей ближайшей соседки образовались как в результате вулканической деятельности, так и при падении метеоритов. Больше всего их на светлых участках лунной поверхности. Это так называемые «материковые зоны».
При ударе крупного метеорита, летящего с космической скоростью, о лунную поверхность происходит мощный взрыв, при котором испаряется и сам метеорит, и часть горных пород. Вокруг кратера, образовавшегося при ударе, образуется кольцевой вал из выброшенной породы.
В лунных «морях» нет ни капли воды. Ее вообще практически нет на Луне - в отсутствие атмосферы вода либо мгновенно испаряется, либо замерзает.
А «морями» по традиции продолжают называть обширные темные участки на поверхности Луны, видимые даже невооруженным глазом. Они образованы глубинными породами, выброшенными на поверхность извержениями древних вулканов.
С телескопом и фотокамерой
Создание первых телескопов позволило исследовать детали рельефа Луны.
В 1651 г. итальянский астроном Дж. Риччиоли составил одну из первых лунных карт и дал названия лунным «морям», которыми мы пользуемся до сих пор. В этих названиях отразились представления о том, что Луна будто бы во всем, в том числе и в климате, сходна с Землей.
Дж. Риччиоли положил начало традиции давать лунным кратерам имена выдающихся ученых и философов - от Платона и Аристотеля, до Циолковского и Ивана Павлова.
Темные участки лунной поверхности считались в 17-18 вв. заполненными водой, более светлые - сушей. Но уже в 1753 г. хорватский астроном Р. Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы - и сделал это самым простым способом.
Дело в том, что когда Луна в своем движении закрывает звезды, они исчезают мгновенно. Но если бы у Луны была атмосфера, то звезды «угасали» бы постепенно по мере приближения к краю лунного диска.
А отсутствие атмосферы означало, что жидкой воды на поверхности Луны нет и быть не может,- она бы мгновенно испарилась.
С середины 19 в. в наблюдениях за Луной начала использоваться фотография. Это позволило буквально «шаг за шагом» проанализировать поверхность видимой стороны Луны. В 1881 г. французский астроном Ж. Янссен составил первый «Фотографический атлас Луны».
Луна: на пороге «лунного дома»
На этом исследование Луны надолго застопорилось. В 20 в. росли мощность и разрешающая способность астрономических инструментов, но это лишь позволяло увидеть более мелкие детали рельефа и получить спектры отраженного света различных областей нашего спутника.
Только с началом космической эры объем знаний о Луне начал расти подобно лавине.
13 сентября 1959 г. космический аппарат «Луна-2» (СССР) впервые в истории достиг поверхности Луны. В том же году станция «Луна-3» пролетела вблизи Луны и передала на Землю фото той части лунной поверхности, которой никогда не видел ни один землянин.
Одновременно в США началась реализация проекта по высадке человека на Луну «Аполлон». Космические аппараты «Сервейер» и «Лунар орбитер» совершили первые мягкие посадки на ее поверхность и передали детальные изображения практически всей Луны с малой высоты.
В ходе космических пилотируемых полетов по программе «Аполлон» с 1969 по 1972 г. были осуществлены шесть удачных высадок земных астронавтов на поверхность Луны.
Первым человеком, ступившим на поверхность нашего спутника, стал американец Нил Армстронг - это произошло 21 июля 1969 г. На Землю было доставлено большое количество образцов лунного грунта и горных пород - около 380 кг.
Лишь через несколько лет были отправлены на Луну советские радиоуправляемые самоходные исследовательские лаборатории «Луноход-1» и «Луноход-2», а в 1976 г. космический аппарат «Луна-24» (СССР) доставил на Землю новые образцы лунного грунта, но в количестве всего лишь 324 г.
После этого полеты к Луне были надолго прекращены - слишком дорогостоящими и ненадежными были аппараты того времени.
Только в начале 21 в. на Луну отправились исследовательские аппараты, созданные в Китае, Японии, Евросоюзе и Индии. Они позволили этим странам усовершенствовать собственные ракетно-космические системы.
В 2004 г. в США было объявлено о начале создания нового поколения пилотируемых космических кораблей, способных к 2020 г. доставить на Луну астронавтов и заложить первые постоянные лунные базы землян.
Обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для создания крупнейшей астрономической обсерватории.
Оптическим телескопам, установленным там, не пришлось бы «пробиваться» сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов сама Луна послужила бы естественным щитом, который надежно прикрыл бы приемники излучения от любых помех с Земли.
Неизвестная Луна
Первые успехи в исследовании Вселенной с помощью космических аппаратов связаны с нашим ближайшим спутником - Луной.
В 1959 г. мимо Луны пролетела советская космическая станция «Луна-1», «Луна-3» сфотографировала обратную сторону Луны, остававшуюся до этого дня абсолютно неизвестной для астрономов, а в 1966 г. «Луна-9» совершила мягкую посадку на поверхность Луны.
Спустя еще три года американские астронавты высадились на поверхность Луны и доставили на землю первые образцы внеземных горных пород.
Затем поверхность нашего спутника исследовали советские автоматические лаборатории «Луноход-1» и «Луноход-2», управляемые с Земли, а в 2009 г. в США были запущены два лунных орбитальных зонда, которые стали спутниками Луны и занимаются сбором информации о лунной поверхности, поисками воды на Луне и мест, пригодных для баз будущих лунных экспедиций.
Почему Луна следует за нами, когда мы едем в машине?
По утверждению астрономов, причиной того, что Луна, как кажется, следует за нами, является ее отдаленность.
Луна находится на расстоянии около 386 ООО км от Земли. Из-за такого большого расстояния угол, под которым она видна, меняется во время движения автомобиля очень мало.
Таким образом, километр за километром Луна остается приблизительно в одной и той же точке неба.
Не важно, насколько быстро ты едешь, ты просто не в состоянии «проехать» ее. И точно так же, как ты не можешь «проехать» Луну, ты не можешь уклониться от Солнца, планет и звезд.
Сколько американских астронавтов побывало на Луне?
На Луне побывали 12 американских астронавтов, все на космических кораблях «Аполлон». На борту каждого из шести кораблей «Аполлон», совершавших полеты с 1969 по 1972 г., был экипаж из трех астронавтов.
Однако лишь двое членов каждого экипажа действительно ходили по поверхности Луны, поскольку третий астронавт оставался на орбите в командно-служебном модуле.
Первым в истории астронавтом, ступившим на Луну, 20 июля 1969 г. стал Нил Армстронг, который произнес исторические слова: «Это маленький шаг для одного человека, но огромный скачок для всего человечества».
Есть ли на Луне вулканы?
Да, на Луне есть немного вулканов, однако ученые считают их «потухшими», потому что они не извергались миллионы, а может быть, и миллиарды лет.
Исследования проб лунных пород, взятых астронавтами с поверхности Луны во время полетов по программе «Аполлон» в 1969—1972 гг., позволяют предположить, что основная вулканическая активность на Луне имела место приблизительно 3,9 млрд лет назад.
Большинство глубоких лунных кратеров образовалось в то время в результате падения астероидов и комет.
Почему на Земле так мало кратеров по сравнению с Луной?
С точки зрения геологии и климата Земля более активна, поэтому кратерам трудно долго сохраняться.
Даже те кратеры, которые ученые в состоянии обнаружить на Земле (их возраст может составлять миллионы лет), покрыты растительностью, источены ветрами и дождями и изменились в результате землетрясений и оползней.
Однако Луна с геологической точки зрения спокойна и практически не подвержена эрозии, поэтому на ее поверхности — сотни тысяч кратеров.
Эти кратеры являются результатом как вулканической, так и метеоритной активности.
Любопытно, что самые древние каменные породы Земли, возможно, ждут своего открытия на Луне, куда они могли быть заброшены миллиарды лет назад в результате столкновения с астероидом, потрясшим оба мира.
Как высоко можно прыгнуть на Луне?
На Луне ты смог бы прыгнуть выше, чем на Земле, потому что весил бы меньше.
Сила гравитации на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле, однако тебе вряд ли удалось бы прыгнуть в шесть раз выше, потому что пришлось бы носить тяжелый и громоздкий космический скафандр!
Как влияет Луна на приливы и отливы?
Если бы не было Луны, на Земле не было бы ни приливов, ни отливов, то есть периодического повышения и понижения уровня воды в морях и океанах.
Приливы и отливы происходят потому, что Луна притягивает океанскую воду и вызывает регулярные повышения и понижения уровня воды.
Гравитация Луны стягивает воду с поверхности океана до тех пор, пока не образуется вал, вытянутый в сторону Луны. Период, когда высота вала достигает предела, называется высокой водой, или наивысшим приливом.
В это же время на той части Земли, которая смотрит в обратную сторону от Луны, центробежная сила, обусловленная вращением Земли, вызывает формирование другого водяного вала и наивысший прилив на противоположной стороне земного шара.
Между этими двумя валами располагаются области низкой воды, и в этих краях наблюдается отлив.
Что такое лунотрясения?
Лунотрясения — это землетрясения, происходящие на Луне. Лунотрясения гораздо слабее землетрясений и случаются куда реже, однако бывают лунотрясения силой до 5,5 балла по шкале Рихтера.
Такое землетрясение может разрушить дома, если оно происходит на Земле.
Колебания, вызванные неглубокими лунотрясениями, обычно длятся свыше 10 минут, тогда как колебания, вызванные землетрясениями, длятся всего одну-две минуты.
Есть ли на Луне люди?
Настоящих людей на Луне нет, и распространенное выражение «лунный человек» возникло из-за того, что на лунной поверхности есть темные пятна (лунные «моря»), которые для некоторых людей выглядят как два глаза.
До основания постоянных колоний людей на Луне придется подождать несколько десятилетий. Такие колоны могут служить перевалочной базой для космонавтов, стремящихся попасть на Марс...
Четыре фазы Луны
По мере движения Луны по орбите ее форма, как нам кажется, постепенно изменяется. Видимые формы Луны называются ее фазами.
В полнолуние Солнце и Луна находятся по разные стороны от Земли, и Луна освещена полностью.
В зависимости от взаимного расположения Солнца, Земли и Луны она бывает освещена лишь частично - «новолуние», «первая» или «последняя четверть».
Луна - единственная и неразлучная
Луна - единственный естественный спутник Земли.
Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца. Луна и Земля «неразлучны» уже более четырех с половиной миллиардов лет, и неудивительно, что именно Луна стала первым и пока единственным небесным телом, на котором побывал человек.
Название нашего спутника происходит от древнего индоевропейского слова, общего для многих народов, которое означает «светлая». Луна входит в семерку спутников-гигантов, крупнейших в Солнечной системе. Ее диаметр составляет 3 474 км.
Ночное светило сыграло важную роль в культуре человечества - Луну обожествляли и поклонялись ей, на основе ее фаз возникли древнейшие календари, она была одним из первых объектов, доступных для наблюдения астрономам прошлого, даже мечты о первых полетах в космос были связаны именно с Луной.
Что такое лунное затмение?
При лунном затмении Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей. При этом Луна приобретает «зловещий» темно-фиолетовый цвет. Лунные затмения происходят гораздо чаще солнечных - как минимум два раза в год.
Лунное затмение - по-своему уникальное зрелище. Оно происходит тогда, когда Луна проходит через тень, отбрасываемую в пространстве Землей. Диск Луны, немного подсвеченный отраженным светом, приобретает зловеще-багряную и коричнево-бурую окраску.
Край земной тени, накрывающей во время затмения Луну, имеет ясно видимое закругление. Именно это послужило для древних астрономов неопровержимым доказательством того, что Земля имеет форму шара.
Наблюдать лунное затмение можно по всей поверхности Земли, откуда в данный момент видна Луна,- то есть на неосвещенной части земного шара ночью. Астронавт, находящийся на Луне, в момент полного лунного затмения может наблюдать полное солнечное затмение. Ежегодно происходят минимум два лунных затмения.
Самые интересные факты о Луне
[1]. На пути к Луне. Луна - наша ближайшая соседка - с давних времен привлекала внимание землян. Но лишь с изобретением телескопа появилась возможность подробно рассмотреть детали ее поверхности и дать названия лунным «морям» - на самом деле это безводные равнины, горам и многочисленным кратерам. Ученые установили, что у Луны нет атмосферы, что температура на ее поверхности колеблется от 160 градусов холода до 120 градусов жары, что часть ее поверхности покрыта минеральной пылью. Но только с развитием космонавтики началось глубокое исследование нашего спутника.
[2]. На колесах в Море Ясности. Другим путем пошли исследователи космоса из СССР. В 1973 году на Луну в Море Ясности вместе с космической станцией «Луна-21» был доставлен самоходный аппарат «Луноход-2», который управлялся с Земли, мог самостоятельно передвигаться на большие расстояния и проводить различные исследования. «Луноход» четыре месяца странствовал по лунным равнинам и прошел более 37 км. Аппарат собрал ценную научную информацию и передал на Землю множество снимков.
[3]. Обсерватория №1. К 2030 году ученые планируют создать на Луне постоянную обитаемую научную базу. Для этого создаются новые космические корабли, испытываются конструкции будущей международной лунной станции. Луна - неисчерпаемый источник минеральных ресурсов: руд металлов, редких ископаемых. А ее обратная сторона - идеальное место для создания лучшей в мире астрономической обсерватории. Там никогда не бывает облаков и пыли, мешающих исследователям Вселенной.
[4]. Загадочная обратная сторона. Луна обращена к Земле всегда одной стороной. То, что находится на ее обратной стороне для человечества оставалось тайной до 1959 года, когда автоматическая станция «Луна-3» долетела до нашей соседки, обогнула ее и впервые в истории сфотографировала обратную сторону. А как выглядит лунный пейзаж вблизи позволила узнать американская космическая станция «Сервейер», которая опустилась на поверхность Луны и передала на землю ее фотографии.
[5]. Победа «Аполлона». 20 июля 1969 года американский космический корабль «Аполлон» совершил мягкую посадку на Луну. Первым человеком, ступившим на ее поверхность, стал астронавт Нил Армстронг. Американские астронавты доставили на Землю около 380 килограммов образцов лунных горных пород, провели различные научные исследования.
[6]. Железное ядро в каменной мантии. В середине Луны находится железное ядро, окруженное каменной оболочкой - мантией. Верхняя кора покрыта слоем камней и пыли. Этот грунт называется реголитом. Образцы лунных пород доставлены на Землю космическими экспедициями.
[7]. Следы метеоритов - кратеры. Луна покрыта множеством круглых углублений - кратеров. Они образовались из-за падения метеоритов. Ведь на Луне нет воздуха, который бы их задерживал. Видимая сторона нашего спутника много раз трескалась, лава извергалась на поверхность и застывала, образуя большие равнины. Мы называем их лунными «морями».
|