Из всех планет земной группы в нашей системе только Марс и Земля могут похвастаться естественными спутниками. Сегодня мы рассмотрим Луну — единственный спутник нашей планеты. Луна — особенный спутник, ведь она знакома всем нам с детства. Почти каждую ночь земляне могут наблюдать ее на небосводе. Благодаря близости к Земле Луна очень ярка. Только Солнце превосходит естественный спутник Земли по яркости на нашем небе. А вот по размерам Луна занимает скромное пятое место, уступая спутникам планет-гигантов. Луна отстоит от нашей планеты почти на 384,5 тысяч километров.
Мы называем естественный спутник Земли Луной, что означает «Светлая». Происходит слово из древних славянских и праславянских языков. У древних греков Луна называлась Селеной, а в древнем Египте ее называли Ях.
Интересно рассмотреть и юридические тонкости связанные с Луной. В 1979-м году Организация Объединенных Наций постановила, что Луна не может быть чьей-то собственностью. Луна, как и ее недра являются достоянием всего человечества, и не могут быть приватизированы какими-либо государствами или коммерческими объединениями. Также в 1967 году были утверждены принципы совместного исследования Луны государствами.
В данный момент Луна является одним из первых кандидатов на колонизацию человечеством. Из-за того, что спутник находится близко к Земле, а гравитация на нем намного слабее чем на планете, лунная база может стать хорошим перевалочным пунктом для дальнейшего освоения космоса.
Изучение Луны
Как и у других ярких объектов, у Луны нет первооткрывателя. Наблюдения за Луной вели многие астрономы древности. Ученый Гиппарх первым занялся изучением этого небесного тела во втором веке до нашей эры. Он определил угол наклона орбиты Луны, рассчитал ее примерные размеры и расстояние между Землей и ее спутником.
В средние века, ученые, используя телескопы, создавали лунные карты, принимая при этом темные кратеры за водоемы. Итальянец Джованни Риччиоли нарисовал первую карту луны в 1651-м году. Именно он назвал темные области на поверхности спутника «морями».
С появлением фотографии, стали появляться снимки спутника Земли. Из них в 19-м веке сложили первый фотоатлас Луны.
В середине 20-го века человечество начало запускать космические аппараты в Космос. С 1958-го года СССР и США в совокупности исследовали Луну при помощи нескольких десятков автоматических станций и аппаратов с космонавтами на борту. Борьба между двумя политическими и экономическими полюсами Мира получила неофициальное название «Лунная гонка».
Уже через два года после запуска первого спутника, Советский Союз предпринял первую успешную попытку исследования Луны. Аппарат «Луна-3», запущенный в 1959 году, достиг естественного спутника нашей планеты, и сделал фотографии его обратной стороны, скрытой от глаз наблюдателей с Земли.
Американцы создали программу «Апполон». Она предполагала пилотируемые полеты к Луне с высадкой людей на поверхность. Первый человек, вступивший на Луну — Нил Армстронг. Он прогулялся по ее поверхности в 1969-м году. Компанию Армстронгу составил Эдвин Олдрин, а третий член экипажа Майкл Коллинз оставался внутри посадочного модуля. Последняя высадка американцев на Луну произошла зимой 1972-го года.
Летом 1976-го года станция «Луна-24» взяла образцы грунта с Луны, и доставила их на Землю. О Луне забыли до 90-х, пока в 1990-м году японцы не запустили к ней свой спутник «Hiten». Китайцы, не желая отставать от всего Мира отправили на Луну свой луноход «Юйту-2». Аппарат провел на поверхности уникальный эксперимент. Он посадил несколько сельскохозяйственных культур в лунном грунте. Из всех растений пророс только хлопчатник, однако, это доказало, что на Луне можно выращивать земные растения, если обеспечить необходимые для них условия.
Физические характеристики Луны
По форме Луна похожа на шар. Радиус спутника Земли в среднем составляет 1738 километров, уступая нашей планете более чем в 3,5 раза. Объем Луны 2,2х1010 километров в кубе. Масса спутника составляет 7,3476х1022 кг. Луна уступает Земле по массе в 81 раз. Площадь Луны 3,769х107 км2
Плотность Луны 3,35 грамм вещества в одном кубическом сантиметре. Луна плотнее, чем большинство спутников всех планет Солнечной системы, уступая только Ио — спутнику Юпитера. Ускорение свободного падения на Луне всего 1,63 м/с2, что составляет всего 17% от того же параметра на Земле.
Орбита и движение Луны
Полный оборот вокруг Земли происходит за 27,3 земных суток 7 часов и 43 минуты. Период, за который Луна проходит все фазы — 29,5 суток и 44 минуты.
Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 29,5 суток, а вокруг оси за 27,3. Такая небольшая разница в периодах обращения, и гравитационное влияние Земли, объясняют тот факт, что Луна всегда повернута к нам одной стороной. Луна проходит все фазы за 29,5 суток. Благодаря своей близости, Луна уступает в яркости на небосводе только Солнцу, и имеет звездную величину -12,7.
Поверхность спутника Земли
Поверхность Луны не однородна. Она делится на темные участки, называемые морями и более светлые «материки». Моря занимают около 16-ти процентов поверхности. Они образовались в результате ударов других космических тел о поверхность спутника земли. Лунные моря более темные по цвету, потому, что их дно заполнено застывшей лавой. Лунные материки также испещрены кратерами.
Слой реголита (лунной пыли) в некоторых местах имеет толщину в десятки метров.
У Луны есть еще одна особенность, которую пока невозможно объяснить. Обратная сторона Луны, невидимая с Земли, намного ровнее, чем обращенная к нам. .
Лунные моря имеют свои имена. Многие из них названы в честь ученых. Например, кратер Кеплер или кратер Коперник. Благодаря тому, что советский аппарат Луна-3 первым заглянул на обратную сторону спутника, на его поверхности были обозначены моря Гагарина и Королева. Самое большое «море» насчитывает в диаметре 2250 км, а его глубина доходит до 12 километров.
Есть на Луне и другие элементы рельефа: купола, хребты, равнины и трещины.
Внутреннее строение Луны
Исходя из расчетов массы и плотности (которая очень близка к плотности Земли) Луны, ученые сделали вывод, что Луна либо вообще не имеет ядра, либо оно имеет незначительные размеры. О строении недр Луны нам известно благодаря космической программе «Апполон». Космонавты, прилетавшие на естественный спутник Земли, размещали на ее поверхности приборы, измеряющие сейсмические данные. Средняя толщена лунной коры составляет примерно 68 километров. Она колеблется от 0 до 107 км в разных уголках Луны. Верхняя мантия насчитывает около 400 км, а средняя примерно 600. Нижняя мантия Луны залегает на глубине 1100 километров.
Предположительно жидкое ядро Луны располагается на глубине 1500 километров от поверхности. В нем очень малое содержание железа. Из за этого магнитное поле луны хоть и существует, но оно очень слабое. На Луне присутствуют магнитные аномалии.
Пещеры Луны
Ученые предполагают, что на Луне есть пещеры. Одну из них обнаружил в 2009-м году зонд японского производства — Кагуя. Аппарат нашел на поверхности отверстие, диаметром 65 метров, и уходящее вглубь Луны на 80 метров. Предположительно такие пещеры на Луне формировались, когда Луна была еще вулканически активна. Вырывающаяся наружу магма застывала, оставляя отверстия в ее поверхности. Эти пещеры в будущем могут сослужить хорошую службу колонизаторам Луны. Внутри должны быть гораздо лучшие условия для человека, чем на поверхности спутника.
Лунотрясения
Лунотрясения вызываются четырьмя причинами:
1.Приливные лунотрясения — вызываются гравитацией Солнца и Земли
2.Тектонические лунотрясения происходят из-за подвижек в грунте Луны
3.Лунотрясения, вызванные метеоритами
4.Термальные — происходят из за нагрева Солнцем поверхности спутника
Проблемой для обитаемых баз землян на луне могут стать тектонические лунотрясения. Они здесь достигают 5,5 баллов, и могут продолжаться более 10-минут, что в пять раз продолжительнее, чем на Земле.
Атмосфера Луны
На Луне присутствует скудная газовая оболочка. Она — причина перепада температур от -153 до 107 градусов по Цельсию. Состоит атмосфера из смеси гелия, неона и аргона. Также на Луне может быть вода в виде льда.
Гравитация на Луне
Лунная гравитация уступает земной в 6 раз по силе. Ускорение свободного падения здесь всего 1,6 м/с2.
Как появилась Луна
Существует три господствующих гипотезы об образовании Луны
1. Удар космического тела в Землю
Это самая вероятная из гипотез. Она предполагает, что на этапе формирования Солнечной системы, различные объекты сталкивались друг с другом. Земля в этом смертельном танце подверглась удару тела, которое было сопоставимо по размеру с Марсом. Этот объект бы назван Тейей. От столкновения в Космос вылетели куски коры, которые в последствии были «слеплены» гравитацией в Луну.
2. Одновременное формирование с Землей
По второй гипотезе Луна сформировалась одновременно с нашей планетой из протопланетного диска. Против этой гипотезы выступает тот факт, что спутник Земли менее плотный, чем планета, а при формировании двух объектов плотности их должны быть очень близки.
3. Земля захватила Луну гравитацией
По этой гипотезе Луна появилась в другом месте Солнечной системы, но пролетая мимо Земли, поддалась влиянию более массивного тела и стала спутником. Гипотеза вполне правдоподобна, ведь Марс захватил два своих спутника. Однако спутники Марса имеют не сферическую форму, а Луна представляет собой сферу.
Интересные сведения о Луне
- Луна имеет диаметр 3475 км. Она является пятой среди крупнейших спутников Солнечной системы, уступая Ганимеду, Титану, Каллисто и Ио.
- Луна уступает земле по массе в 81 раз, а по объему в 50.
- Луна превосходит по площади земной материк — Африку.
- Кратер Тихо образовался 108 млн. лет назад, когда по Земле гуляли динозавры.
- Луна — довольно темный по цвету объект (цвет Луны можно сравнить со свежеуложенным асфальтом). Она отражает всего 13% света, однако в ночном небе диск Луны кажется очень ярким.
- Лунные моря занимают 40% поверхности спутника.
- Ученые установили, что когда-то давно Луна обладала магнитным полем, превосходящим по силе земное, но в наше время оно почти отсутствует.
- Советский аппарат «Зонд-5» облетел вокруг Луны осенью 1968-го года. На его борту находились степные черепахи, мухи-дрозофилы, жуки, растения, семена и простейшие организмы.
- За время американской программы «Апполон» 12 космонавтов прогулялись по поверхности спутника Земли.
- В 1998 году на Луне похоронили ученого Юджина Шумейкера. Капсула с его прахом была доставлена станцией Lunar Prospector.
- Спутник Земли удаляется от планеты почти на 4 сантиметра в год.
- Доставленные на Землю образцы лунного грунта доказали, что в почве луны можно выращивать растения, если добавить в нее воды.
- Компьютеры, использовавшиеся в лунной программе США сильно уступают по производительности современным сенсорным телефонам.