8 фактов о луне, которые вы могли не знать

Система Земля-Луна

Естественным спутником Земли является Луна — несветящееся тело, которое отражает солнечный свет.

Изучение Луны началось в 1959 г., когда советский аппарат «Луна-2» впервые сел на Луну, а с аппарата «Луна-3» впервые были сделаны из космоса снимки обратной стороны Луны.

В 1966 г. аппарат «Луна-9» совершил посадку на Луну и установил прочную структуру грунта.

Первыми, кто побывал на Луне, стали американцы Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин. Это произошло 21 июля 1969 г. Советские ученые для дальнейшего изучения Луны предпочли использовать автоматические аппараты — луноходы.

Общие характеристики Луны

Масса Луны составляет 1/81 массы Земли. Положение Луны на орбите соответствует той или иной фазе (рис. 1).

Рис. 1. Фазы Луны

Фазы Луны — различные положения относительно Солнца — новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть. В полнолуние виден освещенный диск Луны, так как Солнце и Луна находятся на противоположных сторонах от Земли. В новолуние Луна находится на стороне Солнца, поэтому сторона Луны, обращенная к Земле, не освещается.

К Земле Луна обращена всегда одной стороной.

Линию, которая отделяет освещенную часть Луны от неосвещенной, называют терминатором.

В первой четверти Луна видна на угловом расстоянии 90″ от Солнца, и солнечные лучи освещают лишь правую половину обращенной к нам Луны. В остальных фазах Луна видна нам в виде серпа. Поэтому, чтобы отличить растущую Луну от старой, надо помнить: старая Луна напоминает букву «С», а если Луна растущая, то можно мысленно перед Луной провести вертикальную линию и получится буква «Р».

Из-за близости Луны к Земле и ее большой массы они образуют систему «Земля-Луна». Луна и Земля вращаются вокруг своих осей в одну сторону. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли под углом 5°9′.

Места пересечения орбит Земли и Луны называют узлами лунной орбиты.

Сидерический (от лат. сидерис — звезда) месяц — это период вращения Земли вокруг своей оси и одинакового положения Луны на небесной сфере по отношению к звездам. Он составляет 27,3 земных суток.

Синодическим (от греч. синод — соединение) месяцем называют период полной смены лунных фаз, т. е. период возвращения Луны в первоначальное положение относительно Луны и Солнца (например, от новолуния до новолуния). Он составляет в среднем 29,5 земных суток. Синодический месяц на двое суток длиннее сидерического, так как Земля и Луна вращаются вокруг своих осей в одну сторону.

Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше силы тяжести на Земле.

Рельеф спутника Земли хорошо изучен. Видимые темные участки на поверхности Луны названы «морями» — это обширные безводные низменные равнины (самая крупная — «Оксан Бурь»), а светлые участки — «материками» — это гористые, возвышенные участки. Основные же планетарные структуры лунной поверхности — кольцевые кратеры диаметром до 20-30 км и многокольцевые цирки диаметром от 200 до 1000 км.

Происхождение у кольцевых структур различное: метеоритное, вулканическое и ударно-взрывное. Кроме этого, на поверхности Луны имеются трещины, сдвиги, купола и системы разломов.

Исследования космических аппаратов «Луна-16», «Луна-20», «Луна-24» показали, что поверхностные обломочные породы Луны сходны с земными магматическими породами — базальтами.

Селенография

Топография Луны, высота поверхности относительно лунного геоида. Видимая с Земли сторона — слева.

Основные детали на лунном диске, видимые невооружённым глазом. Z — «лунный заяц», A — кратер Тихо, B — кратер Коперник, C — Кратер Кеплер, 1 — Океан Бурь, 2 — Море Дождей, 3 — Море Спокойствия, 4 — Море Ясности, 5 — Море Облаков, 6 — Море Изобилия, 7 — Море Кризисов, 8 — Море Влажности

Большинство кратеров на обращённой к нам стороне названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв. На обратной стороне Луны расположена огромная впадина (бассейн) диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды (от нем. Rille — борозда, жёлоб) — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

Происхождение кратеров

Попытки объяснить происхождение кратеров на Луне начались с конца 1780-х годов. Основных гипотез было две — вулканическая и метеоритная.

Согласно постулатам вулканической теории, выдвинутой в 80-х годах XVIII века немецким астрономом Иоганном Шрётером, лунные кратеры были образованы вследствие мощных извержений на поверхности. Но в 1824 году также немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен сформулировал метеоритную теорию, согласно которой при столкновении небесного тела с Луной происходит продавливание поверхности спутника и образование кратера.

Ударный кратер — углубление, появившееся на поверхности космического тела в результате падения другого тела меньшего размера.

Полёты к спутнику Земли с 1964 года, совершенные американскими космическими аппаратами «Рейнджер», а также открытие кратеров на других планетах Солнечной системы (Марс, Меркурий, Венера) подвели итог этому вековому спору о происхождении кратеров на Луне. Дело в том, что открытые вулканические кратеры (например, на Венере) сильно отличаются от лунных, схожих с кратерами на Меркурии, которые, в свою очередь были образованы ударами небесных тел. Поэтому метеоритная теория ныне считается общепринятой.

Благодаря столкновению Луны с астероидом мы можем наблюдать с Земли метеоритные кратеры на Луне. Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться.

Лунные моря

Лунные моря представляют собой обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины. Изначально данные образования считали обычными морями. Впоследствии, когда это было опровергнуто, менять название не стали. Лунные моря занимают около 40 % видимой площади Луны.

Видимая сторона Луны

Обратная сторона Луны

Внутренняя структура

Внутреннее строение Луны

Луна — второй по плотности спутник в Солнечной системе после Ио. Однако внутреннее ядро Луны мало, его радиус около 350 км; это только ~ 20 % от размера Луны, в отличие от ~ 50 % у большинства других землеподобных тел. Состоит лунное ядро из железа, с небольшим количеством примесей серы и никеля.

Под поверхностью

Как и Земля, Луна может похвастаться земной корой, мантией и ядром. Глубоко внутри своих недр Луна может иметь твердое железное ядро, окруженное расплавленным металлом. Внешнее ядро Луны может быть размерами до 500 км. Однако небольшое внутреннее ядро составляет лишь около 20 процентов Луны, по сравнению с 50-процентным ядром у других скалистых тел.

Большая часть внутренней структуры Луны состоит из литосферы, которая имеет толщину около 1000 км. Поскольку эта область растаяла в начале эволюции Луны, она снабжала магмой лавовые равнины на своей поверхности. Однако со временем магма остыла и затвердела, тем самым прекратив вулканизм на Луне.

Луна является вторым по плотности телом в Солнечной системе после спутника Юпитера Ио. Разделение ее внутренних слоев, вероятно, было вызвано кристаллизацией магматического океана вскоре после его образования.

Еще один спутник в нашей Солнечной системе?

С изобретением телескопа четыре столетия назад Луна, казалось, потеряла часть своего блеска. В 1610 году Галилей открыл четыре спутника, вращающихся вокруг Юпитера, и теперь мы знаем, что два из них намного больше нашего. У Сатурна еще больший спутник, Титан, самый большой спутник в Солнечной системе, даже больше Меркурия. (Тритон Нептуна также больше Луны.)

Так что Луна не самый большой спутник. Естественные спутники вообще не редкость в Солнечной системе. В настоящее время известно 175 и их количество растет. Есть ли что-то, что делает Луну особенной?

Давайте посмотрим на другую статистику. Массивные внешние планеты имеют множество спутников (а не только один). А как насчет внутренних планет, у которых есть суша? Вокруг Марса вращаются два небольших спутника, но Меркурий и Венера не имеют ни одного. Таким образом, Земля — единственная планета в Солнечной системе с одним естественным спутником. Это уникально.

Как насчет сравнения размеров? Земля — единственная планета с сушей, у которой есть относительно большой спутник. Ни одна из внешних планет не имеет спутника, столь близкого к ее собственным размерам. Хотя Луна действительно меньше Земли, спутники других планет во много тысяч раз меньше, чем их хозяева.

Схожесть размеров создает еще один уникальный атрибут нашей системы Земля-Луна — приливы. Ни на одной другой планете нет таких высоких приливов. Но ни одной другой планете нет океанов, и они не нуждается в приливах для поддержания жизни.

Космический детектив с похищением

Данная гипотеза,
выдвинутая в начале 20 века, утверждает, что Луна некогда была вполне
самостоятельной планетой Солнечной системы. Под влиянием соседних небесных тел
она сильно отклонилась от своей орбиты и в момент наибольшего сближения была
захвачена гравитацией Земли. Подтверждением является тот факт, что в культуре
многих древних народов были сказания о «безлунных временах».

Современные исследования
превратили гипотезу захвата в маловероятную. Было рассчитано, что если бы тело
с массой Луны попало в гравитационное поле нашей планеты, оно бы или упало на
земную поверхность или было бы отброшено далеко за околоземную орбиту. Если бы
даже захват был удачным, Луна стала бы ретроградным спутником( на самом деле –
синхронный), а ее орбита приобрела бы высокий эксцентриситет.

Кроме того, по всем
физико-химическим параметрам Луна совсем не похожа на твердотельные планеты
Солнечной системы. Образоваться же в области газовых гигантов она также не
смогла, т.к. там недостаточно пыли и газов для формирования землеподобного
небесного тела.

Просто спутник

Почему Луну называют естественным спутником Земли? Потому что она — создание нерукотворное. Луна образовалась после встречи нашей планеты с огромным космическим объектом. Осколки от соприкосновения летели во все стороны и слились в единое космическое тело. Иными словами, никто не создавал Луну специально и не запускал ее на земную орбиту. По крайней мере, по официальной версии.

След человека на Луне

Вопрос, почему знакомый с детства попутчик Земли это именно спутник, а не планета, имеет сразу множество ответов. Чтобы соответствовать статусу планеты, у небесных объектов есть ряд жестких критериев. К примеру, Плутон им не соответствовал, поэтому его исключили из почетного списка, придуманного землянами. Какие же это критерии? Вот самые значимые:

• Движение планеты должно зависеть от Солнца, орбита при этом будет построена в зависимости от гравитации звезды, но Луна кружится вокруг Земли, а не вокруг Солнца.
• Чтобы получить статус планеты, космическое тело должно уметь удерживать другие тела достаточно сильным гравитационным полем, чтобы заставлять их двигаться по своей орбите: к примеру, так Марс притянул Деймос и Фобос, а Земля — Луну, но у последней, насколько известно ученым, такой мощи нет.
• Также у Луны нет достаточной мощи, чтобы принимать сферическую форму под действием сил гравитации.
• Наконец, Луна не дотягивает до планеты по своим массе и масштабам.

Из-за своих габаритов и недостаточного гравитационного поля Луна способна передвигаться лишь по кругу около Земли. Только после этого можно говорить, что она крутится вокруг Солнца, потому что вокруг него и вертится Земля.

Плутон теперь не в наших рядах 

Есть и другие критерии. К примеру, рядом с небесным телом должно быть много места, свободного от каких-либо других объектов из космоса. Подобным требованиям на данный момент отвечает только «золотая восьмерка»: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран. Все остальные объекты в космосе наречь планетами ученые пока не могут. Впрочем, планеты бывают и карликовыми: это означает, что только их масштабы и масса слишком малы для гордого звания. Подобным карликом, кстати, стал Плутон.

Разные фазы Луны

Надо сказать, приведенные параметры для планет справедливы на все сто процентов только для Солнечной системы, ведь в других звездных системах все иначе.

Без изменений, пожалуй, останется только зависимость орбиты планеты от центра притяжения, какой-нибудь звезды. Что касается Луны и ее особенностей, то предлагаем вам узнать о некоторых предположениях, касающихся ее состава и внутреннего устройства.

Доклад на тему планеты солнечной системы

Наша Солнечная система включает в себя планеты, их спутники, кометы, астероиды, пыль, газ, мелкие частицы, а так же, Солнце. Так как, Солнце обладает гравитацией, оно удерживает все объекты вокруг себя. Всего известно 8 планет Если посмотреть, на какой удаленности от Солнца они находятся, можно их выстроить в такой ряд – Меркурий – Венера – Земля – Марс – Юпитер – Сатурн – Уран – Нептун. Раньше ученые считали планетой Плутон, но по мере развития науки, планетам дали характеристики, которым Плутон не соответствует и в 2006 году его исключили из списка планет.

Все планеты делятся на две группы. К первой (земной) относятся – Венера, Меркурий, Марс и Земля. Их характеризуют небольшие размеры, твердая поверхность и отсутствие или малое количество спутников. Из этих планет, самой большой является наша Земля.

Ко второй группе относятся планеты – Нептун, Уран, Сатурн, Юпитер, объединенные одним названием – гиганты. Их строение отличается от других планет – у них отсутствует твердая поверхность, в химическом составе присутствует газ. Кроме этого, у всех гигантов есть спутники, среди которых, очень большие.

Планеты из земной группы:

• Меркурий – среди других планет, эта самая маленькая и находится ближе всех к Солнцу, оборот вокруг которого составляет 88 дн. Вес Меркурия гораздо меньше веса Земли – в 20 раз. Атмосфера на планете отсутствует, ночью свирепствует сильный холод, а днем очень жарко. Поверхность Меркурия испещрена кратерами, несколько из которых, достигают не один километр в ширину.
• Венеру закрывают густые облака ядовитого газа, которые простираются на 100 км вверх. Это вторая планета (после Меркурия) от Солнца. На Венере очень жарко (более 500 градусов). Спутники у нее отсутствуют. После Луны и Солнца, Венера является самой ярким космическим объектом в нашей Солнечной системе. Она настолько медленно вращается, что ее сутки составляют 243 дня, а год – 225, если сравнивать с Землей.
• Марс – расположен после Земли, по счету – это четвертая планета от Солнца. У Марса есть спутники, их всего два – Деймос и Фобос. Знаменита планета своим красным цветом, так как в ее почве большое количество окиси железа. Сутки длятся 24 часа, а вот год – 668 дней, что вдвое больше, чем у Земли. Это единственная планета, которая более всех похожа на Землю, здесь, так же, происходит смена времен года, присутствует тонкий слой атмосферы и, возможно, есть вода (но, это предположение).

Гиганты:

• Юпитер считается самым крупным космическим объектом, имеет кольца (всего их 5), состоящие из космической пыли. Отмечено, что планета имеет более 60-ти спутников. Юпитер тяжелее Земли, приблизительно в 300 раз и имеет 11 земных радиусов. Если говорить обо всех планетах, то следует сказать, что они, все вместе взятые, в 2,5 раза легче, чем гигант Юпитер. Не смотря на свои огромные размеры, оборот вокруг оси Юпитер совершает за 10 часов, а вокруг Солнца оборачивается за 12 лет (земных).
• Сатурн виден с Земли невооруженным глазом, а кольца (состоят из льда и пыли) можно разглядеть в телескоп. Количество спутников – более 60-ти, один из которых, даже, больше Меркурия. Сатурн сжат у полюсов и расширен у экватора, по этой причине его вращение происходит очень быстро. В сутках планеты всего 10 земных часов, а год длится – 30 лет.
• Уран характерен тем, что его ось отклонена на 98 гр., в отличие от других планет. Из-за этого, освещение Южного и Северного полюсов происходит попеременно, длительностью, 42 года. Есть предположение, что планета столкнулась с неизвестным космическим объектом, поэтому она так движется. В составе Урана смесь газов, переходящая в жидкость, которая зафиксирована на протяжении 8-ми тысяч километров. Наиболее низкая температура здесь была на уровне 224 гр. Спутников на Уране – 27, колец – 13.
• Нептун самая крайняя планета в Солнечной системе, находящаяся на самом большом расстоянии от Солнца. Интересно, что планета, была открыта путем математических вычислений и в телескоп она не была видна. Нептун, довольно массивная и плотная планета, солнечного света получает в 400 раз меньше, чем Земля. Здесь всегда страшный холод и царят сумерки. Один оборот вокруг Солнца длится 164 года, следует сказать, что с тех пор, когда планета была открыта (в 1846 г.), она облетела Солнце только один раз. Длительность суток – 16 часов.

Космические характеристики: строение, атмосфера, видимая часть и прочие достоверные результаты исследований

Получив ответ на вопрос о том, Луна — это планета или спутник, логичным является возникновение более обширного интереса к общим космическим характеристикам объекта. Сначала выделим:

• расстояние до Земли – 384 тыс. километров;
• радиус по лунному экватору – 1738,14 км;
• масса – 7,35*1022 кг (если сравнивать с земной, то данный показатель составляет от неё только 1/81 часть);
• скорость обращения Луны вокруг Земли: оборот по орбите (как уже отмечалось) – длится 27,3 суток при средней скорости движения около 1 км/с, но интересно, что вокруг своей оси она тоже совершает оборот за 27,3 суток;
• температура на поверхности колеблется в пределе от -169 градусов по Цельсию до 122;
• общая площадь лунной поверхности — 3,793⋅107 км²;
• средняя плотность — 3,3464 г/см³ (что на 40% меньше земной);
• стягивания полюсов практически нет;
• воды в жидком виде нет (хотя и был факт обнаружения небольшой доли Н₂О в одном из образцов, повторные результаты её не показали, но исследования на этом не окончены, и плюс со стороны южного полюса в кратере Кабеус обнаружен лёд);
• атмосферы – не имеется.

Интересный факт! Время, за которое Луной вокруг земного шара и собственной оси совершается полный оборот — полностью совпадает (27,3 суток), а это говорит о том, что она повёрнута к нашей планете всегда одной стороной.

Теперь рассмотрим выводы учёных о том, из чего состоит Луна. Во многом строение спутника схоже с земным, а самый центр – это ядро. Предположительно, оно жидкое, находится от поверхности на глубине около 1500 км. Его оболочка насыщена железом, но размер ядра мал в общих масштабах, за счет чего у спутника слишком низкое магнитное поле. В разрезе всё выглядит так: ядро, оно покрывается нижней мантией, а затем идет внутренняя средняя, с толщиной слоя приблизительно в 600 км и верхняя, углубляющаяся на 400 км. Снаружи завершает строение Луны кора, покрытая лунным грунтом. По результатам сейсмических исследований её толщина колеблется от 60 до 100 километров.

Окутывающей спутник атмосферы нет. Тут наблюдаются резкие перепады температур в сотни градусов. Ветров нет. Царит полнейшая тишина. Небо над Луной всегда остаётся чёрного цвета, что объясняется отсутствием воздуха, дающего голубизну.

Поверхность Луны разнообразна, это не только углубления, покрывающие сторону, видимую с Земли. Ландшафт содержит хребты, купола, узкие долиноподобные низменности (жёлоба), трещины, каньоны – просто их в сотни раз меньше, чем на нашей планете. В целом, Луну разделяют на 2 типа:

• «материк»
• «моря».

Первый – это старая горнообразная местность, а второй – поздние образования в виде кратеров. На их долю отводится около 16% поверхности. Это огромных размеров кратеры, появившиеся в результате столкновений спутника в различные периоды его формирования с разными космическими телами и вслед за этим заполнившиеся жидкой лавой. В этих местах под лунными «зондами» обнаружены скопления тяжёлых пород.

Многим кратерам на попадающей в поле зрения с Земли стороны присвоены имена исторических личностей – научных «светил»: Коперника, Птолемея. На другой – находится самая большая впадина диаметром 2250 км – Эйткен, и это бассейн Южного полюса. Удивительным можно назвать и лунное «море» Восточное, т.к. оно является прекрасным образцом многокольцевого кратера.

Говоря о химическом составе, стоит отметить, что большую часть покрывает реголит (остаточный грунт). В нём присутствует кислород в оксидах: кремния, натрия, магния, титана, кальция, хрома.

Теперь немного о лунных фазах, т.к. человечество веками интересовалось феноменом того, почему размер Луны всегда кажется разным. Дело в том, что вращение спутника вокруг Земного шара приводит к его периодическому изменению положения относительно главной звезды Солнечной системы — Солнца. Это приводит к затемнениям. В результате люди могут видеть сначала огромный яркий круг, затем — с «надрезанной» стороной, после — в виде полумесяца и в заключении — как тоненький серп, вскоре полностью исчезающий из обозрения. Далее всё повторяется в обратном порядке: серп — полумесяц — неполный круг и, наконец, яркий большой лунный диск.

Интересно! На полную смену фаз нужно 29 суток и 12 часов, что по календарю составляет почти месяц (именно поэтому в народе часто говорят «месяц взошёл» и т.п., вместо научного названия спутника — Луна).

Угловой размер Луны

Это, попросту, ее кажущийся размер с поверхности Земли. Например, угловой размер у спутника нашей планеты и Солнца примерно одинаков, ведь людям кажется, что эти небесные тела равны. Но на самом деле линейные размеры Луны и Солнца отличаются практически в 400 раз. Здесь можно наблюдать еще одно удивительное совпадение.

Солнце приблизительно в 400 раз больше спутника Земли. Зато Луна в 400 раз ближе к Земле, нежели Солнце. Радиус светила Солнечной системы составляет около 696 тыс. км. Размер Луны, точнее, ее радиус – 1737 км. Такая ситуация является единственной во всей Солнечной системе. Особенно удивителен этот факт при учете того, что всего в Солнечной системе 8 планет и 166 спутников. В результате такого совпадения видимый размер Луны и Солнца практически одинаков.

Исследования, покорение загадочного объекта, новые открытия и предположительные перспективы будущего

Изучение естественного земного спутника началось ещё в древности, им активно интересовались учёные ещё 2200 лет назад. Первые расчеты о возможных размерах, установление факта движения с наклоном лунной орбиты относительно эклиптики были сделаны Гиппархом. После появления телескопа, даже без полётов и изучения местности воочию, Д. Риччоли смог составить первую лунную карту. Затемнения он назвал «морями», предполагая, что они схожи с земными. Таким термином учёные пользуются до сих пор, хоть и выяснена истина, что это картеры.

В ХХ веке изучения данного объекта существенно продвинулись благодаря удачным запускам космических станций, а далее и первого пилотируемого людьми корабля «Аполлон». В 1969 г. впервые нога человека опустилась на лунную поверхность, смельчаком оказался Нил Армстронг. Луна – это спутник Земли и первое космическое тело, на котором побывали люди.

Сегодня исследования также активно продолжаются, и, несмотря на существенный прорыв, вопросов остается больше, чем ответов. Современное человечество всерьёз задумывается над перспективами в части колонизации двух космических объектов – Луны и Марса. Но в скором времени это невозможно, пройдет несколько тысячелетий, чтобы появилась такая возможность. Использование спутника интересует современных учёных вовсе не для переселения и создания условий для жизни людей (на это у природы свои взгляды), а с целью организации высокотехнологичной стартовой площадки для упрощения отправки межпланетных станций и освоения Галактики.

Осторожно! Первые шаги в покорении удивительного объекта стали не только выдающимися достижениями современной науки, а и мошеннических схем. Например, появились компании, якобы «продающие» в собственность участки на Луне, покупателю выдаётся сертификат

Но стоит понимать, что юридической силы такой документ не имеет. Не забывайте, что есть межгосударственный Договор, содержащий запрет для всех стран на национальное присвоение космоса и его объектов.