Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Місяць


Moon merged small.jpg

План:


Введення

Місяць - єдиний природний супутник Землі. Другий за яскравістю об'єкт на земному небосхилі після Сонця і п'ятий за величиною природний супутник планет Сонячної системи. Також є першим і єдиним небесним тілом, крім Землі, на якому побувала людина. Середня відстань між центрами Землі і Місяця - 384 467 км (0,00257 А.Е).

Видима зоряна величина повного Місяця на земному небі -12 m, 71 [2]. Освітленість, створювана повної Місяцем біля поверхні Землі при ясній погоді, становить 0,25 - 1 лк.


1. Назва

Слово місяць сходить до праслов'янської формі * luna <і.-е. * Louksnā "світла" (ж. р.. Прикметника * louksns), до цієї ж індоєвропейської формі сходить і латинське слово lūna "луна" [3]. Греки називали супутник Землі Селеною ( греч. Σελήνη ), стародавні єгиптяни - Ях (иях).


2. Місяць як небесне тіло

2.1. Орбіта

З давніх часів люди намагалися описати і пояснити рух Місяця, використовуючи все більш точні теорії.

Основою сучасних розрахунків є теорія Брауна. Створена на рубежі XIX - XX століть, вона пояснювала рух Місяця з точністю вимірювальних приладів того часу. При цьому в розрахунку використовувалося більше 1400 членів ( коефіцієнтів і аргументів при тригонометричних функціях).

Сучасна наука може розраховувати рух Місяця і перевіряти розрахунки на практиці з ще більш високою точністю. Так, для розрахунку позиції Місяця з точністю вимірювань лазерної локації застосовуються вирази з десятками тисяч членів і не існує межі кількості членів у виразі, якщо буде потрібно ще більш висока точність.

У першому наближенні можна вважати, що Місяць рухається по еліптичної орбіті з ексцентриситетом 0,0549 і велика піввісь 384 399 км. Реальний рух Місяця досить складно, при його розрахунку необхідно враховувати безліч чинників, наприклад, сплюснутістю Землі і сильний вплив Сонця, яке притягує Місяць в 2,2 рази сильніше, ніж Земля [4]. Більш точно рух Місяця навколо Землі можна представити як поєднання декількох рухів [5] :

  • обертання навколо Землі по еліптичній орбіті з періодом 27,32166 доби, це так званий сидеричний місяць (тобто рух виміряна відносно зірок);
  • поворот площини місячної орбіти, її вузлів (точок перетину орбіти з екліптикою) з періодом 18,6 років. Рух процесійний, тобто довготи вузлів зменшуються;
  • поворот великої осі місячної орбіти ( лінії апсид) з періодом 8,8 років (відбувається в протилежному напрямку, ніж зазначене вище рух вузлів, тобто довгота перигея збільшується);
  • періодична зміна нахилу місячної орбіти по відношенню до екліптиці від 4 59 'до 5 19';
  • періодична зміна розмірів місячної орбіти: перигею від 356,41 Мм до 369,96 Мм, апогею від 404,18 Мм до 406,74 Мм;
  • поступове віддалення Місяця від Землі внаслідок приливного прискорення (приблизно на 4 см на рік), при цьому неперіодичні складова її орбіти являє собою повільно розкручується спіраль [6].

2.1.1. Либрации

Місячні либрации

Між обертанням Місяця навколо власної осі і її зверненням навколо Землі існує відмінність: навколо Землі Місяць звертається зі змінною кутовою швидкістю внаслідок ексцентриситету місячної орбіти (другий закон Кеплера) - у районі перигея рухається швидше, у районі апогею повільніше. Однак обертання супутника навколо власної осі рівномірно. Це дозволяє побачити із Землі західний і східний краю зворотного боку Місяця. Це явище називається оптичної либрацией по довготі. У зв'язку з нахилом осі обертання Місяця до площини земної орбіти можна з Землі побачити північний і південний краю зворотного боку Місяця (оптична либрация по широті). Разом ці либрации дозволяють спостерігати близько 59% місячної поверхні. Дане явище оптичної либрации було відкрито Галілео Галілеєм в 1635 році, коли він був засуджений Інквізицією.

Також існує фізична либрация, обумовлена ​​коливанням супутника навколо положення рівноваги в зв'язку зі зміщеним центром ваги, а також у зв'язку з дією приливних сил з боку Землі. Ця фізична либрация має величину 0,02 по довготі з періодом 1 рік і 0,04 по широті з періодом 6 років.


2.2. Загальна будова

Місяць складається з кори, верхньої мантії, середньої мантії, нижньої мантії (астеносфери) і ядра. Атмосфера практично відсутня. Поверхня Місяця вкрита так званим реголітом - сумішшю тонкого пилу і скелястих уламків, що утворюються в результаті зіткнень метеороїдів з місячною поверхнею. Ударно-вибухові процеси, що супроводжують метеоритну бомбардування, сприяють розпушування та перемішуванню грунту, одночасно спека і ущільнюючи частинки грунту. Товщина шару реголіту становить від часток метра до десятків метрів [7].

Товщина кори Місяця змінюється в широких межах від 0 до 105 км [8].


2.2.1. Умови на поверхні Місяця

Зміст газів у поверхні в нічний час не перевищує 200 000 часток / см і збільшується вдень на два порядки за рахунок дегазації грунту. Така концентрація газів рівноцінна глибокому вакууму, тому вдень її поверхня розжарюється до +120 C, але вночі або навіть в тіні вона остигає до -160 C.

Зважаючи на відсутність атмосфери на Місяці небо завжди чорне, навіть удень. Диск Землі виглядає з Місяця у 3,67 разів більше, ніж Місяць з Землі і висить у небі майже нерухомо. Фази Землі, видимі з Місяця, прямо протилежні місячними фазами на Землі. Освітлення відбитим світлом Землі приблизно в 50 разів сильніше, ніж освітлення місячним світлом на Землі, максимальний видимий блиск Землі на Місяці становить приблизно-16m.


2.3. Гравітаційне поле

Коефіцієнти секторальних і тессеральних гармонік [9]
C 3,1 = 0.000030803810 S 3,1 = 0.000004259329
C 3,2 = 0.000004879807 S 3,2 = 0.000001695516
C 3,3 = 0.000001770176 S 3,3 =- 0.000000270970
C 4,1 =- 0.000007177801 S 4,1 = 0.000002947434
C 4,2 =- 0.000001439518 S 4,2 =- 0.000002884372
C 4,3 =- 0.000000085479 S 4,3 =- 0.000000788967
C 4,4 =- 0.000000154904 S 4,4 = 0.000000056404

Гравітаційний потенціал Місяця традиційно записують як суму трьох доданків [10] :

W = V + Q + δ W

Де δW припливної потенціал, Q-відцентровий потенціал, V - потенціал тяжіння. Потенціал тяжіння зазвичай розкладають по зональним, секторальним і тессеральним гармоникам:

\ Begin {align} V & = \ frac {GM_L} {r} \ left (1 - \ sum_ {n = 2} J_n \ left (\ frac {R} {r} \ right) ^ nP_n (sin \ theta) \ right. \ \ & + \ left. \ sum_ {n = 2} ^ {} \ sum_ {k = 2} ^ n \ left (\ frac {R} {r} \ right) ^ n (C_ {nm} cos (m \ lambda) + S_ {nm} sin (m \ lambda)) P_n ^ k (sin \ theta) \ right) \ \ \ end {align}

Де P n k - приєднаний поліном Лежандра, G - гравітаційна постійна, M-маса Місяця, λ - довгота, θ-широта.


2.3.1. Припливи і відливи

Гравітаційні сили між Землею і Місяцем викликають деякі цікаві ефекти. Найбільш відомий з них - морські припливи і відливи. Якби ми подивилися на Землю збоку, ми побачили б дві опуклості, що знаходяться на протилежних сторонах планети. Причому одна точка - з боку, найближчої до Місяця, а інша - з протилежного боку Землі, найбільш віддаленої від Місяця. У світовому океані цей ефект виражений набагато сильніше, ніж у твердій корі, тож опуклість води більша. Амплітуда припливів (різниця рівнів припливу і відпливу) на відкритих просторах океану невелика і складає 30-40 см. Однак поблизу берегів внаслідок набігу припливної хвилі на тверде дно, приливна хвиля збільшує висоту точно так само, як звичайні вітрові хвилі прибою. Враховуючи напрямок обертання Місяця навколо Землі, можна скласти картину проходження припливної хвилі по океану. Сильним припливам більше схильні східні узбережжя материків. Максимальна амплітуда припливної хвилі на Землі спостерігається в затоці Фанді в Канаді і становить 18 метрів.

Неоднорідність поля Місяця біля Землі значно вище неоднорідності поля Сонця. Хоча гравітація Сонця набагато більше, але його полі впродовж розмірів Землі є практично однорідним, оскільки відстань до Сонця в 400 разів більше, ніж відстань до Місяця. Тому припливи виникають головним чином через вплив Місяця. Приливоутворюючої сила Сонця в середньому в 2,17 рази менше [11].


2.4. Магнітне поле

Вважається, що джерелом магнітного поля планет є тектонічна активність. Наприклад, у Землі поле створюється рухом розплавленого металу в ядрі, у Марса - наслідки минулої активності.

"Луна-1" в 1959 році встановила відсутність однорідного магнітного поля на Місяці [12] : 24 . Результати досліджень вчених Массачусетського технологічного інституту підтверджують гіпотезу, що у Місяця було рідке ядро. Це вкладається в рамки самої популярної гіпотези походження природного супутника - зіткнення приблизно 4,5 мільярда років тому Землі з космічним тілом розміром з Марс, "вибило" з Землі величезний шматок розплавленої матерії, який пізніше перетворився на Місяць. Експериментально вдалося довести, що на ранньому етапі існування у Місяця було аналогічне земному магнітне поле [13].


2.5. Спостереження Місяця з Землі

Повна Місяць відображає тільки 7% падаючого на неї сонячного світла. Так як Місяць не світиться сама, а лише відбиває сонячне світло, із Землі видно тільки освітлена Сонцем частина місячної поверхні. (В фазах Місяця, близьких до молодика, тобто на початку першої чверті і в кінці останньої чверті, при дуже вузькому серпі можна спостерігати т. н. попелястий світло Місяця - видиме свічення неосвітленій прямим сонячним світлом поверхні характерного попелястого кольору). Місяць обертається по орбіті навколо Землі, і тим самим кут між Землею, Місяцем і Сонцем змінюється; ми спостерігаємо це явище як цикл місячних фаз. Період часу між послідовними молодиками становить 29,5 днів (709 годин) і називається синодичний місяць. Те, що тривалість синодичний місяці більше, ніж сидеричному, пояснюється рухом Землі навколо Сонця: коли Місяць щодо зірок робить повний оборот навколо Землі, Земля до цього часу проходить вже 1 / 13 частину своєї орбіти, і щоб Місяць знову опинилася між Землею і Сонцем, їй потрібно додатково близько двох діб.

Зв'язок фаз Місяця з її положенням відносно Сонця і Землі. Зеленим кольором виділено кут, на який Місяць повернеться з моменту початку сидеричному місяці до моменту закінчення синодичний місяці.

Хоча Місяць і обертається навколо своєї осі, вона завжди звернена до Землі однією і тією ж стороною, тобто обертання Місяця навколо Землі і навколо власної осі синхронізовано. Ця синхронізація викликана тертям припливів, які виробляла Земля в оболонці Місяця [14]. Відповідно до законів механіки, Місяць орієнтована в поле тяжіння Землі так, що на Землю спрямована велика піввісь місячного еліпсоїда.


3. Геологія Місяця (селенологи)

Час (1,255 секунди), за який світло, пущений з Землі, досягає Місяця. Малюнок виконаний у масштабі.
Радіальна гравітаційна аномалія на поверхні Місяця.
Ударний кратер - заглиблення, що з'явилося на поверхні космічного тіла в результаті падіння іншого тіла меншого розміру.

Завдяки її розміру і складу Місяць іноді відносять до планет земної групи поряд з Меркурієм, Венерою, Землею і Марсом. Тому, вивчаючи геологічну будову Місяця, можна багато чого довідатися про будову і розвиток Землі.

Товщина кори Місяця в середньому становить 68 км, змінюючись від 0 км під місячним морем Криз до 107 км у північній частині кратера Корольова на зворотному боці. Під корою знаходиться мантія і, можливо, мале ядро ​​з сірчистого заліза (радіусом приблизно 340 км і масою, що становить 2% маси Місяця). Цікаво, що центр мас Місяця розташовується приблизно в 2 км від геометричного центру в напрямку до Землі. На тій стороні, яка повернена до Землі, кора тонша.

Вимірювання швидкості супутників "Лунар Орбитер" дозволили створити гравітаційну карту Місяця. З її допомогою були виявлені унікальні місячні об'єкти, названі маскони (від англ. mass concentration ) - Це маси речовини підвищеної щільності.

Місяць не має магнітного поля, хоча деякі з гірських порід на її поверхні виявляють залишковий магнетизм, що вказує на можливість існування магнітного поля Місяця на ранніх стадіях розвитку.

Не має ні атмосфери, ні магнітного поля, поверхня Місяця схильна безпосередньому впливу сонячного вітру. Протягом 4 млрд років водневі іони з сонячного вітру впроваджувалися в реголіт Місяця. Таким чином, зразки реголіту, доставлені місіями "Аполлон", виявилися дуже цінними для дослідження сонячного вітру. Цей місячний водень також може бути коли-небудь використаний як ракетне паливо.


3.1. Печери

Японським зондом Кагуя виявлено отвір у поверхні Місяця, розташоване недалеко від вулканічного плато Пагорби Маріуса, імовірно провідне в тунель під поверхнею. Діаметр отвору складає близько 65 метрів, а глибина, імовірно, 80 метрів [15].

Вчені вважають, що подібні тунелі сформовані шляхом затвердіння потоків розплавленої породи, де в центрі застигла лава. Дані процеси відбувалися в період вулканічної активності на Місяці. Підтвердженням цієї теорії є наявність звивистих борозен на поверхні супутника [15].

Подібні тунелі можуть послужити для колонізації, завдяки захисту від сонячної радіації і замкнутості простору, в якому простіше підтримувати умови життєзабезпечення [15].

Схожі отвору є і на Марсі [16].


3.2. Сейсмологія

Залишені на Місяці експедиціями " Аполлон-12 "," Аполлон-14 "," Аполлон-15 "і" Аполлон-16 "чотири сейсмографа показали наявність сейсмічної активності [17]. Виходячи з останніх розрахунків учених, місячне ядро складається головним чином з розпеченого заліза [18]. Через відсутність води коливання місячної поверхні тривалі за часом, можуть тривати більше години.

Лунотрясения можна розділити на чотири групи:

  • приливні, трапляються двічі на місяць, викликані впливом приливних сил Сонця і Землі.
  • тектонічні - нерегулярні, викликані переміщеннями в грунті Місяця,
  • метеоритні - через падіння метеоритів,
  • термальні - їх причиною є різкий нагрів місячної поверхні зі сходом Сонця.

3.3. Вода на Місяці

У липні 2008 група американських геологів з Інституту Карнегі і Університету Брауна виявила в зразках грунту Місяця сліди води, у великій кількості виділялася з надр супутника на ранніх етапах його існування. Пізніше більша частина цієї води випарувалася в космос [19].

Російські вчені, за допомогою створеного ними приладу LEND, встановленого на зонді LRO, виявили ділянки Місяця, найбільш багаті воднем. На підставі цих даних НАСА обрало місце для проведення бомбардування Місяця зондом LCROSS [20]. Після проведення експерименту, 13 листопада 2009 НАСА повідомило про виявлення в кратері Кабеус в районі південного полюса води у вигляді льоду [21].

Згідно з даними, переданим радаром Mini-SAR, встановленому на індійському місячному апараті Чандраян-1, всього в регіоні північного полюса виявлено не менше 600 млн. тонн води, велика частина якої знаходиться у вигляді крижаних брил, що покояться на дні місячних кратерів. Усього вода була виявлена ​​в більш ніж 40 кратерах, діаметр яких варіюється від 2 до 15 км. Зараз у вчених вже немає ніяких сумнівів в тому, що знайдений лід - це саме водний лід [22].


4. Геохімія місячних порід

Склад місячного грунту істотно відрізняється в морських і материкових районах Місяця. Місячні породи збіднені залізом, водою і летючими компонентами.

Поштовий конверт, присвячений польоту станції " Місяць-3 ", вперше сфотографували зворотну сторону Місяця.
Хімічний склад місячного реголіту в відсотках. [23]
Елементи Доставлений "Місяцем-20" Доставлений "Місяцем-16"
Si 20,0 20,0
Ti 0,28 1,9
Al 12,5 8,7
Cr 0,11 0,20
F 5,1 13,7
Mg 5,7 5,3
Ca 10,3 9,2
Na 0,26 0,32
K 0,05 0,12

АМС " Місяць-20 "доставила грунт з материкового району," Місяць-16 "з морського [24].



5. Селенографія

Основні деталі на місячному диску, видимі неозброєним оком. Z - " місячний заєць ", A - кратер Тихо, B - кратер Коперник, C - Кратер Кеплер, 1 - Океан Бур, 2 - Море Дощів, 3 - Море Спокою, 4 - Море Ясності, 5 - Море Хмар, 6 - Море Достатку, 7 - Море Криз, 8 - Море Вологості
Топографія Місяця, висота поверхні щодо місячного геоїда. Видима з Землі сторона - зліва.

Поверхня Місяця можна розділити на два типи: дуже стара гориста місцевість (місячний материк) і відносно гладкі і більш молоді місячні моря. Місячні моря, які становлять приблизно 16% всієї поверхні Місяця, - це величезні кратери, що виникли в результаті зіткнень з небесними тілами, які були пізніше затоплені рідкої лавою. Більша частина поверхні покрита реголітом. Місячні моря, під якими місячними супутниками виявлені більш щільні, важкі породи, сконцентровані на зверненій до Землі стороні через вплив гравітаційного моменту при формуванні Місяця.

Більшість кратерів на зверненій до нас стороні названо по імені знаменитих людей в історії науки, таких як Тихо Браге, Коперник і Птолемей. Деталі рельєфу на звороті мають сучасніші назви типу Аполлон, Гагарін і Корольов. На зворотному боці Місяця розташована величезна западина (басейн) діаметром 2250 км і завглибшки 12 км - це найбільший басейн в Сонячній системі, що з'явився в результаті зіткнення. Море Східне в західній частині видимої сторони (його можна бачити з Землі) є відмінним прикладом багатокільцеву кратера.

Також виділяють другорядні деталі місячного рельєфу - бані, хребти, Риллье (від нім. Rille - борозна, жолоб) - вузькі звивисті доліноподобние пониження рельєфу.


5.1. Походження кратерів [25]

Спроби пояснити походження кратерів на Місяці почалися з кінця 80-х років XVIII століття. Основних гіпотез було дві - вулканічна і метеоритна.

Слідуючи постулатам вулканічної теорії, висунутої в 80-х роках XVIII століття німецьким астрономом Іоганном Шретером, місячні кратери були утворені внаслідок потужних вивержень на поверхні. Але в 1824 році також німецький астроном Франц фон Груйтуйзен сформулював метеоритну теорію, згідно якої при зіткненні небесного тіла з Місяцем відбувається продавлювання поверхні супутника та освіта кратера.

До 20-х років XX століття проти метеоритної гіпотези висували той факт, що кратери мають круглу форму, хоча косих ударів по поверхні повинно бути більше ніж прямих, а значить при метеоритне походження кратери повинні мати форму еліпса. Однак у 1924 новозеландський вчений Джиффорд вперше дав якісний опис удару об поверхню планети метеорита, що рухається з космічною швидкістю. Виходило, що при такому ударі більша частина метеорита випаровується разом з породою на місці удару, і форма кратера не залежить від кута падіння. Також на користь метеоритної гіпотези говорить те, що збігається залежність кількості місячних кратерів від їх діаметра і залежність кількості метеорних тіл від їх розміру. Трохи пізніше, в 1937 році, цю теорію привів до узагальненого наукового увазі радянський студент Кирило Петрович Станюкович, що згодом став доктором наук і професором. Дана "вибухова теорія" розроблялася їм самим і групою вчених з 1947 по 1960 роки, а допрацьовувалася згодом і іншими дослідниками.

Польоти до супутника Землі з 1964 року, вчинені американськими апаратами "Рейнджер", а також відкриття кратерів на інших планетах Сонячної системи ( Марс, Меркурій, Венера) підвели підсумок цьому віковому спору про походження кратерів на Місяці. Справа в тому, що відкриті вулканічні кратери (наприклад, на Венері) сильно відрізняються від місячних, схожих з кратерами на Меркурії, які, в свою чергу, були утворені ударами небесних тіл. Тому метеоритна теорія нині вважається загальноприйнятою.

Завдяки зіткнення Місяця з астероїдом ми можемо спостерігати з Землі метеоритні кратери на Місяці. Учёные из Парижского института физики Земли полагают, что 3,9 миллиарда лет назад столкновение Луны с крупным астероидом заставило Луну повернуться [26].


5.2. Лунные моря

Полная луна
В южном полушарии Луна - перевернутая, как на этом австралийском снимке.

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.

русское название международное название
Море Кризисов (Опасностей) Mare Crisium
Море Плодородия (Изобилия) Mare Foecunditatis
Море Нектара Mare Nectaris
Море Спокойствия Mare Tranquillitatis
Море Пены Mare Spumans
Море Ясности Mare Serenitatis
Море Дождей Mare Imbrium
Море Холода Mare Frigorum
Море Паров Mare Vaporum
Море Облаков Mare Nubium
Море Влажности Mare Humorum
Море Смита Mare Smythii
Море Восточное Mare Orientalis
Море Москвы Mare Mosquae
Море Краевое Mare Marginis
Море Южное Mare Australe
Море Мечты Mare Ingenii
Океан Бурь Oceanus Procellarum
Залив Астронавтов Sinus Astronautorum
Залив Центральный Sinus Medium
Залив Зноя (Волнений) Sinus Aestuum
Залив Росы Sinus Roris
Залив Радуги Sinus Iridum

[27]


5.3. Внутренняя структура

Внутреннее строение Луны

Луна - дифференцированное тело, она имеет геохимически различную кору, мантию и ядро. Оболочка внутреннего ядра богата железом, она имеет радиус 240 км, жидкое внешнее ядро состоит в основном из жидкого железа с радиусом примерно 300-330 километров. Вокруг ядра находится частично расплавленный пограничный слой с радиусом около 480-500 километров [28]. Эта структура, как полагают, появилось в результате фракционной кристаллизации из глобального океана магмы вскоре после образования Луны 4,5 миллиарда лет назад [29]. Лунная кора имеет в среднем толщину ~ 50 км.

Луна второй спутник по плотности 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, легированного небольшим количеством серы и никеля .


6. Карта Луны

Карта Луны обеих полушарий

Лунный ландшафт своеобразен и уникален. Луна вся покрыта кратерами разного размера - от сотен километров до пары миллиметров. Долгое время учёные не могли заглянуть на обратную сторону Луны, это стало возможно с развитием технологий. Сейчас учёные уже создали очень подробные карты обеих поверхностей Луны. Подробные лунные карты составляют для того, чтобы в ближайшем будущем подготовиться для высадки человека на Луну, удачного расположения лунных баз, телескопов, транспорта, поиска полезных ископаемых и т. п.


7. Происхождение Луны

Орбита луны за последние 4,36 миллиарда лет

До того, как учёные получили образцы лунного грунта, они ничего не знали о том, когда и как образовалась Луна. Существовало три принципиально разных теории:

  • Луна и Земля сформировались в одно и то же время из газо-пылевого облака;
  • Луна образовалась в результате столкновения Земли с другим объектом;
  • Луна сформировалась в другом месте и впоследствии была захвачена Землёй.

Однако новая информация, полученная путём детального изучения образцов с Луны, привела к созданию теории Гигантского столкновения : 4,36 [30] миллиарда лет назад протопланета Земля (Гея) столкнулась с протопланетой Тейя. Удар пришёлся не по центру, а под углом (почти по касательной). В результате большая часть вещества ударившегося объекта и часть вещества земной мантии были выброшены на околоземную орбиту. Из этих обломков собралась прото-Луна и стала обращаться по орбите с радиусом около 60 000 км. Земля, в результате удара, получила резкий прирост скорости вращения (один оборот за 5 часов) и заметный наклон оси вращения. Хотя у этой теории тоже есть недостатки, в настоящее время она считается основной [31].

По оценкам, основанным на содержании стабильного радиогенного изотопа вольфрама-182 (возникающего при распаде относительно короткоживущего гафния-182) в образцах лунного грунта, в 2005 году учёные-минералоги из Германии и Великобритании определили возраст лунных пород в 4 млрд 527 млн лет (10 млн лет) [32], а в 2011 году её возраст был определён в 4,36 млрд лет (3 млн лет) [30]. Это самое точное на сегодняшний день значение.


8. Исследования Луны

Дедал (кратер). Диаметр : 93 км Глубина: 3 км (фото НАСА)

8.1. Древность и Средние века

Луна привлекала внимание людей с древних времён. У II ст. до н. е.. Гиппарх исследовал поведение Луны в звёздном небе, определив наклон лунной орбиты относительно земной эклиптики, а также выявил ряд особенностей движения.

Виведену Гиппархом теорию развил впоследствии астроном из Александрии Клавдий Птолемей во II в. н. э., написав об этом книгу " Альмагест ". Данная теория множество раз уточнялась, и в 1687 году, после открытия Ньютоном закона всемирного тяготения, из чисто кинематической, описывающей геометрические свойства движения, теория стала динамической, учитывающей движение тел под действием приложенных к ним сил.

Винахід телескопов позволило различать более мелкие детали рельефа Луны. Одну из первых лунных карт составил Джованни Риччиоли в 1651 году, он же дал названия крупным тёмным областям, именовав их "морями", чем мы и пользуемся до сих пор. Дані топонимы отражали давнее представление, будто погода на Луне схожа с Земной, и тёмные участки якобы были заполнены лунной водой, а светлые участки считались сушей. Однако в 1753 году хорватский астроном Руджер Бошкович доказал, что Луна не имеет атмосферы. Дело в том, что при покрытии звёзд Луной, те исчезают мгновенно. Но если бы у Луны была атмосфера, то звезды бы погасали постепенно. Это свидетельствовало о том, что у спутника нет атмосферы. А в таком случае жидкой воды на поверхности Луны быть не может, так как она мгновенно бы испарилась.

С лёгкой руки того же Джованни Риччиоли кратерам стали давать имена известных учёных: от Платона, Аристотеля і Архимеда до Вернадского, Циолковского и Павлова.


8.2. XIX століття

Фотография Луны, сделанная Льюисом Резерфордом в 1865 году

Новым этапом исследования Луны стало применение фотографии в астрономических наблюдениях, начиная с середины XIX століття. Это позволило более детально анализировать поверхность Луны по подробным фотографиям. Такие фотографии были сделаны, в частности, Уорреном де ла Рю (1852) и Льюисом Резерфордом (1865). В 1881 Пьер Жансен составил детальный "Фотографический атлас Луны" [ источник не указан 294 дня ].

В 1811 году французский астроном Франсуа Араго открыл явление поляризации света, отражённого поверхностью Луны. Причина данного явления заключается в наличии на поверхности раздробленного грунта, который отражает свет в целом лучше, чем окружающая его территория. Этим и объясняются светлые лучи вокруг тёмных лунных кратеров, оставленные выбросом грунта при ударе.

В 1822 году немецкий астроном Франц фон Груйтуйзен обнаружил, а затем и сообщил об открытии лунного города, расположенного к северу от кратера Шрётер (Англ.) рос. , названного им Валлверк (сейчас это образование известно под названием Город Груйтуйзена). Это открытие вызвало большую сенсацию, и множество споров; после наблюдений более мощными телескопами, искусственная природа этого образования была опровергнута.


8.3. XX століття

Первая фотография, сделанная Нилом Армстронгом на Луне.

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

Впервые Луны достиг советский космический корабль " Луна-2 " 13 сентября 1959 года.

Впервые удалось заглянуть на обратную сторону Луны в 1959 году, когда советская станция " Луна-3 " пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть её поверхности. Обратная сторона Луны представляет собой идеальное место для астрономической обсерватории. Размещённым здесь оптическим телескопам не пришлось бы пробиваться сквозь плотную земную атмосферу. А для радиотелескопов Луна послужила бы естественным щитом из твёрдых горных пород толщиной 3500 км, который надёжно прикрыл бы их от любых радиопомех с Земли.

На початку 1960-х годов было очевидно, что в освоении космоса США отстают от СРСР. Дж. Кеннеди заявил - высадка человека на Луну состоится до 1970. Для подготовки к пилотируемому полёту НАСА выполнило несколько космических программ: " Рейнджер " - фотографирование поверхности, " Сервейер " (1966 - 1968) - мягкая посадка и съёмки местности и " Лунар орбитер " (1966- 1967) - детальное изображение поверхности Луны.

Американская программа пилотируемого полёта на Луну называлась "Аполлон". Первая посадка произошла 20 липня 1969 года; последняя - в декабре 1972 года, первым человеком, ступившим на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг (21 июля 1969 года), вторым - Эдвин Олдрин. Третий член экипажа Майкл Коллинз оставался в орбитальном модуле. Таким образом, Луна - единственное небесное тело, на котором побывал человек, и первое небесное тело, образцы которого были доставлены на Землю (США доставили 380 килограммов, СССР - 324 грамма лунного грунта) [33].

"Восход Земли", впервые сфотографированный с лунной орбиты Аполлоном-8
Луноход-1 - первый автоматический планетоход на Луне
Луноход-1 - первый автоматический планетоход на Луне
Панорама лунной поверхности, съёмка экипажа Аполлона-17.
Панорама лунной поверхности, съёмка экипажа Аполлона-17.

СССР проводил исследования на поверхности Луны с помощью двух радиоуправляемых самоходных аппаратов, " Луноход-1 ", запущенный к Луне в ноябре 1970 года и " Луноход-2 " - в январе 1973. "Луноход-1" работал 10,5 земных месяцев, "Луноход-2" - 4,5 земных месяцев (то есть 5 лунных дней и 4 лунные ночи). Оба аппарата собрали и передали на Землю большое количество данных о лунном грунте и множество фотоснимков деталей и панорам лунного рельефа [12] :26 .

После того как в августе 1976 года советская станция " Луна-24 " доставила на Землю образцы лунного грунта, следующий аппарат - японский спутник " Hiten " - полетел к Луне лишь в 1990 году. А два американских космических аппарата - Clementine в 1994 году и Lunar Prospector в 1998 году.


8.4. XXI століття

После окончания советской космической программы "Луна" и американской "Аполлон" исследования Луны с помощью космических аппаратов были практически прекращены. Но в начале XXI века Китай опубликовал свою программу освоения Луны, включающую кроме доставки лунохода (в 2011 году) и отправки грунта на Землю (в 2012), в том числе и постройку обитаемых лунных баз (2030). Считается, что это заставило остальные космические державы снова развернуть лунные программы. Так, наприклад, Европейское космическое агентство 28 вересня 2003 года запустило первый лунный зонд " Смарт-1 ", а Дж. Буш 14 января 2004 года объявил, что в планы США входит создание новых пилотируемых космических кораблей, способных доставить на Луну людей и луноход, с целью заложить к 2020 году первые лунные базы.

14 сентября 2007 года Япония запустила автоматический космический аппарат (КА) для исследования Луны " Кагуя ", а 24 октября 2007 года в лунную гонку официально вступила и КНР. С космодрома Сичан был запущен первый китайский спутник Луны " Чанъэ-1 ". С помощью станции учёные планируют сделать объёмную карту лунной поверхности, что в будущем может поспособствовать амбициозному проекту колонизации Луны [34].

22 октября 2008 года был запущен индийский аппарат Чандраян-1.

18 июня 2009 года, НАСА были запущены лунные орбитальные зонды - Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) и Lunar Crater Observation and Sensing Satellite (LCROSS). Запуск был произведён с помощью ракеты-носителя Атлас 5 со Станции Военно-Воздушных сил Мыса Канаверал во Флориде. Спутник предназначен для сбора информации о лунной поверхности, поиска воды и подходящих мест для будущих лунных экспедиций [35].

Место посадки экспедиции Аполлон-17. Видны: спускаемый модуль, исследовательское оборудование ALSEP, следы колёс автомобиля и пешие следы космонавтов.
Снимок КА LRO, 4 сентября 2011.

К сорокалетию полёта Аполлона-11 автоматическая межпланетная станция LRO выполнила специальное задание - провела съёмку районов посадок лунных модулей земных экспедиций. В период с 11 по 15 июля LRO произвела съёмку и передала на Землю первые в истории детальные снимки самих лунных модулей, посадочных площадок, элементов оборудования, оставленных экспедициями на поверхности и, даже, следов самих землян от тележки и ровера [36]. За это время были отсняты 5 из 6 мест посадок: экспедиции Аполлон-11, 14, 15, 16, 17 [37].

Позднее КА LRO выполнил ещё более подробные снимки поверхности, где можно чётко дешифрировать не только посадочные модули и аппаратуру со следами лунного автомобиля, но и пешие следы самих космонавтов [38].

9 октября 2009 космический аппарат LCROSS и разгонный блок "Центавр" совершили запланированное падение на поверхность Луны в кратер Кабеус, расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 13 ноября НАСА сообщило о том, что с помощью этого эксперимента на Луне обнаружена вода [39] [40].

Не исключено, что на Луне может находиться не только серебро, ртуть и спирты, но и прочие химические элементы и соединения [41] [42]. Водяной лёд, молекулярный водород, найденные благодаря миссии LCROSS и LRO в лунном кратере Кабеус указывают на то, что на Луне действительно есть ресурсы, которые могут быть использованы в будущих миссиях [43].

Анализ топографических данных, присланных аппаратом LRO, и гравитационные измерения "Кагуя" показали, что толщина коры на обратной стороне Луны не постоянна и меняется с широтой места. Самые толстые участки коры соответствуют наибольшим возвышенностям, что характерно и для планеты Земля, а самые тонкие обнаружены в приполярных широтах [44].


9. Освоение

9.1. Международный правовой статус

Большинство правовых вопросов освоения Луны были разрешены в 1967 году Договором о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела [45]. Также юридический статус Луны описывает Соглашение о Луне от 1979 года.


9.2. Колонізація

Луна является самым близким и лучше всего изученным небесным телом и рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии. НАСА разрабатывала космическую программу " Созвездие ", в рамках которой должна разрабатываться новая космическая техника и создаваться необходимая инфраструктура для обеспечения полётов нового космического корабля к МКС, а также полётов на Луну, создания постоянной базы на Луне и в перспективе полётов на Марс [46]. Однако, по решению президента США Барака Обамы от 1 февраля 2010 года, финансирование программы в 2011 году было прекращено [47].

У лютому 2010 НАСА представило новий проект: " аватари "на Місяці, який може бути реалізований уже через 1000 днів. Суть його полягає в організації експедиції на Місяць за участю роботів -аватарів (представляють собою пристрій телеприсутності) замість людей. У цьому випадку інженери, які займаються організацією польоту, рятують себе від необхідності використання важливих систем життєзабезпечення і завдяки цьому використовується менш складний і дорогий космічний корабель. Для керування роботами-аватарами експерти НАСА пропонують використовувати високотехнологічні костюми дистанційного присутності (на зразок костюма віртуальної реальності). Один і той самий костюм можуть "одягати" кілька фахівців з різних областей науки почергово. Приміром, в ході вивчення особливостей місячної поверхні, управляти "аватаром" може геолог, а потім у костюм телеприсутності може одягатися фізик [48].

22 листопада Російські вчені визначили 14 найбільш вірогідних точок примісячення. Кожне з місць посадки має розміри 30 60 км [49]. Майбутні місячні бази знаходяться на стадії експерименту, зокрема вже проведено перші успішні випробування самозалативанія космічних апаратів. Не виключено, що деякі з них будуть використані при роботі перших станцій, які планується відправити на Місяць вже в 2013 р. [50] У майбутньому Росія збирається застосувати на полюсах Місяця криогенне (низькотемпературне) буріння для доставки на Землю грунту з вкрапленнями летючих органічних речовин. Даний метод дозволить органічних сполук, які заморожені на реголіт, не випаровуватися [51].


9.3. Сумнівні операції, пов'язані з освоєнням Місяця

Існують сумнівні компанії, що здійснюють продаж ділянок на Місяці. В обмін на певну плату покупець отримує сертифікат про "право власності" на деяку площу поверхні Місяця. Є думка, що на даний момент сертифікати такого роду не мають юридичної сили з-за порушення умов Договору про принципи діяльності держав з дослідження і використання космічного простору 1967 (заборона на "національне присвоєння" космічного простору, в тому числі Місяця, відповідно до статті II Договору).


10. Місяць у мистецтві та культурі

Місяць на денному небі. Крим.

Місяць не раз надихала поетів і письменників, художників і музикантів, режисерів і сценаристів на створення творів, пов'язаних з єдиним природним супутником Землі.

"Інший світ, або держави та імперії Місяця" Сірано де Бержерака, " Незвичайне пригода якогось Ганса Пфааля "Едгара По," Із землі на Місяць "і" Навколо Місяця "Жюля Верна," Зірка КЕЦ "Олександра Бєляєва," Незнайко на Місяці Миколи Носова," Місяць - сувора господиня "Роберта Хайнлайна," Заснування і Земля "Айзека Азімова та ін твори зайняли гідні місця в бібліотеках усіх країн.

" Місячна соната "Людвіга ван Бетховена," Зворотний бік Місяця " Pink Floyd, "Ticket To The Moon" (Квиток на Місяць) групи Electric Light Orchestra. Випущено велике число кінофільмів і мультфільмів, дія яких відбувається на Місяці або описують події, з нею безпосередньо пов'язані, в тому числі: "Подорож на Місяць" (1902, Франція) - перший в історії кінематографа науково-фантастичний фільм; "Перші люди на Місяці" (1964, США) - екранізація однойменного роману Герберта Уеллса; "Аполлон-13" (1995, США) - фільм, заснований на реальних подіях, що сталися під час польоту до Місяця американського пілотованого корабля; "Місяць 2112" (2009, Великобританія) - фільм про астронавта, що стежить за здобиччю гелію на Місяці, якого при кожному нещасному випадку заміняють клоном; "Аполлон 18" (2011, США) - фільм жахів про засекреченому польоті "Аполлона 18" (який, за офіційною версією, так ніколи і не відбувся) і інопланетних формах життя, з якими зіткнувся екіпаж після посадки на Місяці; повнометражний російський мультфільм за однойменною книгою Миколи Носова "Незнайко на Місяці" (1997) та багато інших.

У манзі і аніме-мультсеріалі " Сейлор Мун "Місяць уособлюють дві дівчини-войовниці: Сейлор Мун (персонаж), вона ж Усагі цукіні, і Сейлор Мун Чиби ( Сейлор Малишка), вона ж Чібіуса.


10.1. У культурі


11. Ілюзія Місяця

Близько горизонту Місяць виглядає більшим, ніж на великій висоті. Це оптична ілюзія, насправді розмір місячного диска однаковий в будь-якій позиції на небі, просто на висоті немає яких-небудь об'єктів (будинки, дерева, гори), тому людський мозок автоматично "занижує" розміри місячного диска [53].

12. Короткочасні явища на Місяці

Короткочасні місячні явища (КЛЯ) - це різні нетривалі локальні аномалії виду місячної поверхні і навколомісячного простору, зумовлені нестаціонарними процесами на Місяці.

13. Вплив Місяця на людину

Примітки

  1. Атмосфера Місяця
  2. Зоряна величина - bse.sci-lib.com/article044826.html - стаття з Великої радянської енциклопедії
  3. Докладніше див М. Фасмер, Етимологічний словник російської мови, т. II, стор 533.
  4. Маса Сонця становить 332946 мас Землі, а відстань від Землі до Сонця в 149597870,66 км / 384399 км = 389 разів більше, ніж від Землі до Місяця. Відповідно різниця в силі тяжіння Сонця і Землі, що діє на Місяць, складе 332946/389 = 2,2 рази.
  5. Див М. М. Дагаєв. Сонячні та місячні затемнення. М.: Наука, 1978, стор 50-54.
  6. "Популярна механіка" № 5, 2008 - www.popularmechanics.ru/part/?articleid=3674&rubricid=3 # Странний_спутнік
  7. І. Н. Галкін, В. В. Шварьов БУДОВА МІСЯЦЯ
  8. SpringerLink - Space Science Reviews, Volume 154, Numbers 1-4 - www.springerlink.com/content/17656w36520113j0/
  9. Орбітальні ефемериди Сонця, Місяця і планет. 8. Початкові умови - vadimchazov.narod.ru/text_htm/xsru08.htm
  10. Астронет> 7.3 Гравітаційне поле Місяця - www.astronet.ru/db/msg/1169697/node33.html
  11. Проф. А. В. НЕКРАСОВ Морські припливи - fiz.1september.ru/articlef.php? ID = 200601015.
  12. 1 2 І. Н. Галкін Позаземна сейсмологія - М .: Наука, 1988. - 195 с. - ( Планета Земля і Всесвіт). - ISBN 502005951X.
  13. Вчені розкрили таємницю магнітного поля Місяця - lenta.ru/news/2009/01/16/moon /
  14. "Загальний курс астрономії". авт. Е. В. Кононович і В. І. Мороз УРСС, М. 2001 р, стор 119.
  15. 1 2 3 "На Місяці знайшли вхід у підземний тунель" - www.lenta.ru/news/2009/10/23/moon - Лента.ру (26.10.2009)
  16. Файл: Pit on Tharsis.jpg
  17. Г. Латем, І. Накамура, Дж.Дорман, Ф. Дьюнебье, М. Юінг, Д. Ламлейн Результати пасивного сейсмічного експерименту за програмою "Аполлон" / Академія наук СРСР, Національне управління з аеронавтики і дослідженню космічного простору США. / / Космохімія Місяця і планет. Праці Радянсько-Американської конференції з космохімії Місяця і планет в Москві (4-8 червня 1974 року). - М .: Наука, 1975. - С. 299-310.
  18. У надрах Місяця є розпечене металеве ядро, вважають вчені - www.rian.ru/science/20110108/318863206.html. РИА Новости (8 січня 2011).
  19. Бі-бі-сі | Наука й техніка | На Місяці була і є вода - news.bbc.co.uk/hi/russian/sci/tech/newsid_7500000/7500902.stm
  20. http://www.infox.ru/science/universe/2009/09/21/selena_water.phtml - www.infox.ru/science/universe/2009/09/21/selena_water.phtml Російські вчені вказали на потенційні локації води на Місяці.
  21. Джонатан Еймос. Науковий відділ Бі-Бі-Сі. "На Місяці знайшли" значну кількість "води" - www.bbc.co.uk/russian/science/2009/11/091113_water_moon.shtml
  22. "На Місяці знайдено понад 40 водних крижаних кратерів" - cybersecurity.ru/space/88564.html
  23. А. Цімбальнікова, М. Палівцова, І. Фран, А. Машталка Хімічний склад фрагментів кристалічних порід і зразків реголіту "Місяця-16" і "Місяця-20" / Академія наук СРСР, Національне управління з аеронавтики і дослідженню космічного простору США. / / Космохімія Місяця і планет. Праці Радянсько-Американської конференції з космохімії Місяця і планет в Москві (4-8 червня 1974 року). - М .: Наука, 1975. - С. 156-166.
  24. Геофізичні і геохімічні особливості Місяця. - www.astronet.ru/db/msg/1188396/text # hFTB2erIbhNfmP0cRPJozw
  25. Метеори, метеорити, метеороіди. Бронштен В. А.
  26. Удар астероїда повернув Місяць іншим боком до Землі - науковці - www.rian.ru/science/20090123/159931145.html. РИА Новости (23-01-2009).
  27. Дагаєв М. М. Вступ / / Лабораторний практикум з курсу загальної астрономії - 2-е вид. - М .: "Вища. Школа", 1972. - С. 309. - 424 с.
  28. Місячне ядро (NASA, англ) - www.nasa.gov / topics / moonmars / features / lunar_core.html
  29. Кристалізація місячного океану магми (англ) - www.nature.com/ngeo/journal/v2/n2/full/ngeo417.html
  30. 1 2 Астрономи визначили точний вік Місяця - lenta.ru/news/2011/08/18/moon /, Лента.ру (18 серпня 2011).
  31. Стаття "Народження Місяця" на selfire.com - selfire.com/2008/09/1535 /
  32. Hf-W Chronometry of Lunar Metals and the Age and Early Differentiation of the Moon / Science - www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/310/5754/1671
  33. Известия Науки - СКІЛЬКИ КОШТУЄ ГРАМ МІСЯЦЯ - inauka.ru/news/article49111/print.html
  34. Китай запустив свій перший місячний супутник - www.membrana.ru/lenta/?7777 - MEMBRANA, 24 жовтня 2007
  35. Savage, Donald; Gretchen Cook-Anderson NASA Selects Investigations For Lunar Reconnaissance Orbiter - www.nasa.gov/home/hqnews/2004/dec/HQ_04407_lunar_orbiter.html. NASA News (22 грудня 2004).
  36. Apollo 17 Lunar Module Landing Site - www.nasa.gov/mission_pages/LRO/multimedia/lroimages/lroc_20091028_apollo.html (Англ.) . NASA.
  37. Соболєв І. LRO: перші підсумки / / Новини космонавтики. - 2009. - Т. 19. - № 10 (321). - С. 36-38. - ISSN 1726-0345. http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/ - www.novosti-kosmonavtiki.ru/.
  38. "NASA опублікувало ФОТО Місяця високої чіткості, на яких видно сліди астронавтів і місця посадки" Аполлонов "" http://www.newsru.com/world/07sep2011/fotomoon.html - www.newsru.com/world/07sep2011/fotomoon. html
  39. Jonas Dino LCROSS Impact Data Indicates Water On Moon - www.nasa.gov / mission_pages / LCROSS / main / prelim_water_results.html (Англ.) . NASA (13 листопада 2009 р.).
  40. НАСА виявило воду в кратері Місяця - www.interfax.ru/society/news.asp?id=109975. Інтерфакс (13 листопада 2009 р.).
  41. Карпова, Анна. Для сновид готові срібло і алкоголь - www.utro.ru/articles/2010/10/22/931324.shtml, Наука і життя (22 жовтня 2010).
  42. На чорний день - lenta.ru/articles/2010/10/23/moon /, lenta.ru (23 жовтня 2010).
  43. Ресурси Місяця можна використовувати в майбутніх місіях, вважають вчені - www.rian.ru/science/20101022/288060435.html. РИА Новости (22 жовтня 2010).
  44. Вчені з'ясували причину опуклості зворотного боку Місяця - www.aif.ru/techno/news/72776. Аргументи і факти (15 листопада 2010).
  45. Текст договору в Вікіджерела
  46. офіційна сторінка проекту "Сузір'я" - www.nasa.gov / mission_pages / constellation / main / index.html
  47. НАСА згорне польоти шаттлів і місячну програму - www.rian.ru/economy/20100202/207286880.html
  48. Сайт NASAwatch.com: "Video: NASA JSC's" Project M "" - nasawatch.com/archives/2010/02/video-jscs-proj.html.
  49. РСН Росія визначилася з місцем будівництва міжпланетних станцій на Місяці - www.utro.ru/news/2010/11/22/938837.shtml. Ytro.Ru (22 листопада 2010).
  50. Вчені придумали затикати дірки на Місяці пробками - top.rbc.ru/society/25/11/2010/505157.shtml. РБК (25 листопада 2010).
  51. Росія буде шукати на Місяці водяний лід і летючі речовини на глибині півметра - www.interfax.ru/society/news.asp?id=168116. Інтерфакс (7 грудня 2010).
  52. Є. П. Блаватська " Таємна Доктрина ", том 1, частина 1, станца VI, Відступ.
  53. The Moon Illusion, An Unsolved Mystery - www.lhup.edu/ ~ dsimanek/3D/moonillu.htm

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Місяць-21
Місяць-9
Місяць-23
Місяць-17
Місяць-18
Місяць-19
Місяць-15
Магха (місяць)
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru