Луна — спутник Земли | Астрономия

Наш обзор Солнечной системы мы начнем со знакомства с ближайшим к Земле небесным телом — Луной.

Подобно тому, как сама Земля обращается вокруг Солнца, вокруг Земли движется ее спутник — Луна. Полный оборот вокруг Земли она совершает за 27,3 земных суток. Этот промежуток времени называется сидерическим, или звездным, месяцем. Через каждые 27,3 суток Луна возвращается в прежнее положение относительно звезд.

Луна обращается вокруг Земли по несколько вытянутой орбите, то удаляясь от нас, то приближаясь. Среднее расстояние от Земли до Луны — около 385 тыс. км. По своей природе Луна относится к небесным телам планетного типа, которые сами света не излучают, а лишь отражают солнечный свет. Поэтому мы чаще всего видим не полный диск Луны, а только часть диска или узкий серпик. Бывают и периоды так называемого новолуния, когда Луна вообще не видна. Все зависит от взаимного расположения Земли, Луны и Солнца. Однако и не освещенная Солнцем часть лунной поверхности, обращенная к Земле, слабо светится. Это пепельный свет — отраженный лунной поверхностью свет Земли, которая в небе Луны является довольно ярким светилом

В ясные ночи в полнолуние земные предметы отбрасывают в свете Луны вполне четкие тени. Хотя сама по себе лунная поверхность довольно темная: она отражает только около 7% падающего на нее солнечного света.

Одной из основных характеристик, определяющих физические условия на поверхности небесных тел планетного типа, является их масса. Поперечник Луны приблизительно в 4 раза меньше поперечника Земли, а ее масса уступает земной в 81 раз. Поэтому сила тяжести на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле. Шестикилограммовая гиря, доставленная с Земли на Луну, будет весить всего один килограмм.

Каждому небесному телу соответствует своя так называемая вторая космическая скорость, которая зависит от его массы и величины силы тяжести. Это скорость освобождения от притяжения данного небесного тела. Для Земли, например, она составляет 11,2 км/сек. Приблизительно такую скорость должна развить космическая ракета, чтобы улететь к Луне.

Скорость освобождения от притяжения Луны значительно ниже: всего 2,37 км/сек. Именно по этой причине Луна не смогла удержать атмосферную оболочку! Вероятно, в истории нашего естественного спутника был период, когда из лунных недр активно выделялись растворенные в горных породах газы. Но они быстро улетучивались в окружающее космическое пространство. По той же причине на Луне не может быть и водоемов. Вода интенсивно испарялась бы в безвоздушное пространство, а образующийся пар улетучивался бы в космос.

Карта лунной поверхности — полушарие обращенное к Земле

Карту обратной стороны луны Вы найдете в материале: Физическая природа луны

Если посмотреть на Луну даже невооруженным глазом, то нетрудно различить на ее поверхности светлые и темные участки. Первые получили название материков, вторые — морей.

Материки — более возвышенные области, они образовались примерно на миллиард лет раньше морей. Моря — более низменные, равнинные районы, хотя их поверхность тоже не такая уж гладкая.

Преобладающая форма лунного рельефа — кольцевые горы, кратеры. Некоторые из них достигают двухсот и даже трехсот километров в поперечнике. Есть на Луне и горные хребты. Но высота лунных гор сравнительно невелика.

Благодаря развитию космонавтики появилась возможность изучать на Луне не только крупные, но и мелкие образования. В частности, оказалось, что почти вся лунная поверхность усеяна множеством мелких кратеров различных размеров и форм. Внешне лунные кратеры весьма напоминают воронки, образующиеся в местах падения гигантских метеоритов. Это сходство в свое время привело многих астрономов к мысли о том, что лунные кольцевые горы представляют собой не что иное, как своеобразные метеоритные кратеры.

Это предположение подтвердилось в результате исследования нашего естественного спутника космическими аппаратами. Полученные данные убедительно свидетельствуют в пользу ударного происхождения большинства лунных кратеров.

Подсчеты количества кратеров показывают, что Луна подвергалась наиболее интенсивной метеоритной бомбардировке на протяжении перового миллиарда лет своего существования. Этим объясняется, что в морях, которые сформировались несколько позже континентальных районов, количество кратеров примерно в 30 раз меньше. В настоящее время интенсивность метеоритной бомбардировки весьма невелика.

Важную роль в формировании лунной поверхности играли и вулканические процессы. Около 95% пород, покрывающих лунную поверхность, прошли через магматическое состояние. Это разновидности базальтов, а также материковые породы так называемого анартазитового типа. Гранитов, часто встречающихся на Земле, на Луне нет совсем. Обнаружены на лунной поверхности и концентрические кольцевые структуры, которые, по-видимому, также имеют вулканическое происхождение.

Еще сравнительно недавно считалось, что Луна покрыта толстым слоем пыли, образовавшейся в результате постоянной бомбардировки незащищенной атмосферой поверхности микрометеоритами. Однако радионаблюдения Луны, а затем автоматические космические аппараты и лунные экспедиции не подтвердили этих представлений. Толщина пылевого слоя на Луне оказалась незначительной.

Длительное воздействие различных внешних факторов привело к тому, что на поверхности Луны образовался рыхлый слой, покрывающий основную породу – реголит, состоящий из осколков магматических пород, шлакообразных частиц и застывших капель расплавленной магмы, спекшихся друг с другом и образовавших губчатую массу. Толщина реголита достигает нескольких метров.

Что касается возраста лунных пород, то самые молодые лавы были обнаружены в Море Дождей и в Океане Бурь. Их возраст около 2,6 миллиарда лет. В месте посадки станции «Луна-16» в Море Изобилия возраст пород достигает 3,5 миллиарда лет. Еще старше чисто континентальные области, но их возраст не превосходит 4,3-4,6 миллиарда лет. Более древних образований на Луне пока что обнаружить не удалось.

Луна — естественный спутник Земли

Естественный спутник нашей родной Земли — Луна — привлекал внимание людей с доисторических времен. Современная наука астрономия знает гораздо больше интересных фактов о Луне, чем наши предки. Мы расскажем вам о характеристиках Луны, фазах Луны и о рельефе спутника Земли.

Луна — естественный спутник Земли, второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и ближайший к нему естественный спутник планет, пятый по величине среди них (после таких спутников Юпитера, как Ио, Ганимед, Каллисто и спутника Сатурна — Титан).

Древние римляне называли Луну также, как и мы (лат. Luna). Название происходит от индоевропейского корня «louksnā» — светлая, блестящая. В эллинистическую эпоху древнегреческой цивилизации наш спутник называли Селеной (др. -греч «Σελήνη»), а древние египтяне — Ях.

В этой статье собраны самые интересные факты из астрономии о Луне, ее фазах, рельефе и строении.

Планетарные характеристики Луны

  • Радиус = 1 738 км
  • Большая полуось орбиты = 384 400 км
  • Орбитальный период = 27,321661 суток
  • Эксцентриситет орбиты = 0,0549
  • Наклон орбиты экватора = 5,16
  • Температура поверхности = от -160 ° до +120 ° C
  • Сутки = 708 часов
  • Расстояние от Земли = 384400 км

Характеристики орбитального движения Луны

С давних времен люди пытались описать и объяснить движение Луны, используя каждый раз более точные теории. Наиболее близким к реальности можно считать то, что Луна движется по эллиптической орбите.

Наименьшее расстояние между центрами Земли и Луны — 356 410 км (в перигее), наибольшее — 406 740 км (в апогее). Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 400 км. Это расстояние луч света проходит за 1,28 с.

Самый быстрый в истории человечества межпланетный зонд «Новые горизонты», который недавно пролетел мимо Плутона, одолел 19 января 2006 путь к орбите Луны за 8 ч. 35 мин.

Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, он всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Это потому, что относительно звезд Луна совершает один оборот вокруг своей оси за то же время, что и один оборот вокруг Земли — в среднем за 27,321582 суток (27 суток 7 часов. 43 мин. 5 с).

Этот период обращения называют сидерическим (от лат. «Sidus» — звезда; родительный падеж: sideris). А поскольку направления обоих вращений совпадают, противоположную сторону Луны с Земли увидеть невозможно. Правда, благодаря тому, что движение Луны по эллиптической орбите происходит неравномерно (вблизи перигея он движется быстрее, вблизи апогея — медленнее), а вращение спутника вокруг собственной оси равномерное, можно увидеть небольшие участки западного и восточного краев обратной стороны Луны.

Это явление называют оптической либрацией по долготе. Благодаря наклону оси вращения Луны к плоскости земной орбиты (в среднем на 5 ° 09 ‘) можно увидеть краешки северной и южной зоны обратной стороны Луны (оптическая либрация по широте).

Также существует физическая либрация, обусловленная колебанием Луны вокруг положения равновесия в результате смещения центра масс относительно его геометрического центра (центр масс Луны расположен примерно в 2 км от геометрического центра по направлению к Земле), а также в связи с действием приливных сил со стороны Земли.

Физическая либрация имеет величину 0,02° по долготе и 0,04° по широте. Вследствие всех видов либрации с Земли можно наблюдать примерно 59% лунной поверхности.

Явление оптической либрации открыл выдающийся итальянский ученый Галилео Галилей в 1635 году. Луна не самосветящееся тело. Видеть его можно только потому, что он отражает солнечный свет.

В процессе движения Луны угол между Землей, Луной и Солнцем изменяется, поэтому условия освещения поверхности Луны и условия ее наблюдения с поверхности Земли тоже меняются. Мы наблюдаем это явление в виде цикла фаз Луны. На данных иллюстрациях вы узнаете, какая Луна убывающая, а какая — растущая.

Фазы луны

Новолуние — фаза, когда неосветлённая Луна находится между Землей и Солнцем. В это время он невидим для земного наблюдателя.

Полнолуние — фаза, когда Луна находится в противоположной точке своей орбиты и освещенное Солнцем полушарие видимо земному наблюдателю полностью.

Промежуточные фазы луны — положение Луны между новолунием и полнолунием — называют четвертями (первая и последняя). Период времени между двумя последовательными фазами составляет в среднем 29,530588 суток (708 ч. 44 мин. 3 с). Именно этот период — синодический (от греческого «σύνοδος» — сочетание, соединение) — и является одной из структурных частей календаря — месяцем.

Описанные выше закономерности в движении отнюдь не исчерпывают все характеристики и особенности Луны. Реальное движение Луны довольно сложно.

Основой современных расчетов движения Луны является теория Эрнеста Брауна (1866-1938), созданная на рубеже XIX-XX веков. Она предусматривает положение Луны на орбите с огромной точностью и учитывает многие факторы, которые влияют на движение Луны: сплюснутостью Земли, влияние Солнца, а также гравитационные нападки от планет и астероидов.

Погрешность в расчетах по теории Брауна не превышает 1 км за 50 лет! Уточняя положение теории Брауна, современная наука может рассчитывать движение Луны и проверять расчеты на практике с еще большей точностью.

Физические характеристики и строение Луны

Луна имеет почти шаровидную форму — она немного сплюснута вдоль полярной оси. Его экваториальный радиус равен 1738,14 км, что составляет 27,3% величины экваториального радиуса Земли. Полярный радиус равен 1735,97 км (27,3% величины полярного радиуса Земли).

Итак, среднее значение радиуса Луны — 1737,10 км (27,3% земного), а площадь поверхности примерно 3,793 х 107 км2 (7,4% площади поверхности Земли).

Объем Луны равен 2,1958 х 1010 км³ (2,0% объема Земли), а его масса 7,3477 х 1022 кг (1,23% массы Земли). По данным спутников «Лунар Орбитер» создана гравитационная карта Луны и выявлены гравитационные аномалии — масконы — зоны повышенной плотности. Эти аномалии гораздо больше, чем на Земле.

Атмосфера Луны крайне разреженная. Когда поверхность не освещена Солнцем, содержание газов над ней не превышает 2,0 х 105 частиц / см3 (для Земли этот показатель составляет 2,7 х 1019 частиц / см3 — так называемое число Лошмидта), а после восхода Солнца увеличивается примерно в сто раз за счет дегазации почвы.

Разреженность атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (на экваторе от -170 °C перед восходом Солнца, до +120 °C в середине дня, на Луне длится 14,77 земных суток).

Благодаря малой теплопроводности почвы температура пород, залегающих на глубине 1 м, почти постоянная и равна -35 ° C. Несмотря на практическое отсутствие атмосферы, небо на Луне всегда чёрное, даже когда Солнце находится над горизонтом, и на нем всегда видно звезды. Лунная кора на обратной стороне толще, чем на видимой.

Максимальная ее толщина в окрестностях кратера Королев, выше средней примерно вдвое, а минимальная — под некоторыми крупными кратерами. Среднее же ее значение составляет, по разным оценкам, 30-50 км. Под корой находится мантия и небольшое двухслойное ядро.

Оболочка внутреннего ядра, радиусом 240 км, богатая железом, внешнее ядро состоит преимущественно из жидкого железа и имеет радиус примерно 300-330 км. Масса ядра составляет 2% массы Луны. Вокруг ядра расположен частично расплавленный магматический слой с радиусом примерно 480-500 км.

Рельеф Луны

Ландшафт Луны довольно интересный и разнообразный. Наука, изучающая строение поверхности Луны, называется Селенография. Большая часть поверхности Луны покрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образовавшихся столкновениями с метеоритами.

Поверхность можно разделить на два типа: очень старая горная местность с большим количеством кратеров (материки) и относительно гладкие и молодые лунные моря. Лунные моря, которые занимают примерно 16% всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами. Эти кратеры были позже затоплены жидкой лавой.

Современная Селенография выделяет на поверхности Луны 22 моря, из них 2 расположены на невидимой с Земли поверхности Луны. Небольшие участки некоторых морей селенографы называют заливами, которых насчитывается 11, а еще более мелкие залитые лавой части поверхности Луны — озерами (их насчитывается 22, из них 2 находятся на невидимой с Земли части Луны) и болотами (их 3).

Луна покрыта кратерами разных размеров — от сотен километров до миллиметров. Большинство кратеров названы в честь выдающихся исследователей: Тихо Браге, Коперника, Архимеда, Клавия и других. Кратеры на невидимой с Земли части поверхности Луны в основном названы в честь выдающихся личностей современности: Гагарина, Королева, Герцшпрунга и др.

Самый большой кратер Луны расположен на юге его обратной стороны. Он такой большой, что его называют бассейном «Южный полюс — кратер Эйткен». Размеры бассейна 2400 × 2050 км, глубина колеблется в пределах 6-8 км. Южный край бассейна видно с Земли.

Кроме этих структур на Луне встречаются и другие детали рельефа: купола, хребты, долины, эскарпы и трещины (борозды). Первые относительно качественные карты Луны составили Михаэль ван Лангрен (1645), Гевелий (1647) и Джованни Риччоли (1651). Они заложили основу современным исследованиям. Изобретение телескопов способствовало выявлению мелких деталей рельефа Луны.

Сейчас существуют очень подробные карты обоих полушарий Луны. В бывшем СССР было создано «Полную карту Луны» в масштабе 1: 5000000 и глобус Луны в масштабе 1:10 000 000. В 2011 году в Интернете было размещено подробнейшую фотографию обратной стороны Луны.

Изображение было составлено из тысяч фотографий, полученных зондом LRO (* Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Лунный орбитальный зонд) — межпланетная станция NASA, искусственный спутник Луны. Запуск состоялся 19 июня 2009.


Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:

Спутник НАСА сошел с орбиты вокруг Земли и направился к Луне

Ракета Rocket Lab Electron ждет на стартовой площадке на полуострове Махия в Новой Зеландии, вторник, 28 июня 2022 года. НАСА хочет провести эксперимент с новой орбитой вокруг Луны, которую оно надеется использовать в ближайшие годы, чтобы снова высадить астронавтов на Землю. лунная поверхность. Кредит: Rocket Lab через AP

Спутник размером с микроволновую печь в понедельник успешно сошел со своей орбиты вокруг Земли и направляется к Луне, что является последним шагом в плане НАСА по повторной высадке астронавтов на поверхность Луны.

Это уже было необычное путешествие для спутника Capstone. Он был запущен шесть дней назад с новозеландского полуострова Махия компанией Rocket Lab на одной из своих небольших ракет Electron. Спутнику потребуется еще четыре месяца, чтобы достичь Луны, так как он путешествует, используя минимальное количество энергии.

Основатель Rocket Lab Питер Бек сказал Associated Press, что его волнение трудно выразить словами.

«Вероятно, потребуется некоторое время, чтобы осознать это. Это был проект, который занял у нас два, два с половиной года, и его просто невероятно, невероятно сложно выполнить», — сказал он. «Поэтому видеть, как все это собирается сегодня вечером и видеть, как космический корабль направляется к Луне, это просто эпично».

Бек сказал, что относительно низкая стоимость миссии — НАСА оценило ее в 32,7 миллиона долларов — ознаменовала начало новой эры освоения космоса.

«За несколько десятков миллионов долларов теперь есть ракета и космический корабль, которые могут доставить вас на Луну, на астероиды, на Венеру, на Марс», — сказал Бек. «Это безумная возможность, которой никогда не существовало раньше».

Если остальная часть миссии будет успешной, спутник Capstone будет отправлять жизненно важную информацию в течение нескольких месяцев, поскольку первым выйдет на новую орбиту вокруг Луны, называемую почти прямолинейной гало-орбитой: вытянутое яйцо с одним концом одна орбита проходит близко к Луне, а другая далеко от нее.

В конце концов, НАСА планирует вывести космическую станцию ​​под названием «Врата» на орбитальный путь, с которой астронавты смогут спускаться на поверхность Луны в рамках своей программы «Артемида».

Бек сказал, что преимущество новой орбиты заключается в том, что она сводит к минимуму потребление топлива и позволяет спутнику или космической станции оставаться в постоянном контакте с Землей.

Ракета «Электрон», стартовавшая 28 июня из Новой Зеландии, несла второй космический корабль под названием «Фотон», который отделился через девять минут. Спутник находился в Фотоне шесть дней, при этом двигатели космического корабля периодически включались, чтобы поднять его орбиту все дальше и дальше от Земли.

Последний взрыв двигателя в понедельник позволил Фотону вырваться из-под гравитационного притяжения Земли и отправить спутник в путь. В настоящее время планируется, что 25-килограммовый (55-фунтовый) спутник пролетит далеко от Луны, прежде чем вернуться на новую лунную орбиту 13 ноября. способ.

Ракета Electron компании Rocket Lab успешно запущена на полуострове Махия в Новой Зеландии во вторник, 28 июня 2022 года. НАСА хочет провести эксперимент с новой орбитой вокруг Луны, которую оно надеется использовать в ближайшие годы, чтобы снова высадить астронавтов на Луну. поверхность. Кредит: Rocket Lab через AP

Бек сказал, что в ближайшие дни они решат, что делать с Фотоном, который выполнил свои задачи и в баке еще осталось немного топлива.

«Есть ряд действительно крутых миссий, которые мы можем выполнить с его помощью», — сказал Бек.

Для этой миссии НАСА объединилось с двумя коммерческими компаниями: калифорнийской Rocket Lab и колорадской Advanced Space, которая владеет и управляет спутником Capstone.

© 2022 Ассошиэйтед Пресс. Все права защищены. Этот материал нельзя публиковать, транслировать, переписывать или распространять без разрешения.

Цитата : Спутник НАСА сходит с орбиты вокруг Земли и направляется к Луне (2022, 4 июля) получено 3 апреля 2023 г. с https://phys.org/news/2022-07-nasa-satellite-orbit-earth-moon.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Китайский лунный спутник сделал невероятное фото Земли и Луны

  • В мае Китай запустил два небольших микроспутника, названных Лунцзян-1 и Лунцзян-2, на орбиту вокруг Луны.
  • Один из космических аппаратов сделал потрясающий снимок Земли и Луны с помощью системы камер Саудовской Аравии.
  • Микроспутники были частью миссии по запуску лунного спутника-ретранслятора под названием Queqiao, который Китай используется для связи с марсоходом, который может первым исследовать обратную сторону Луны.
LoadingЧто-то загружается.

Спасибо за регистрацию!

Получайте доступ к своим любимым темам в персонализированной ленте, пока вы в пути.

900:02 Когда в прошлом месяце китайский микроспутник Лунцзян-2 выскользнул на орбиту вокруг Луны, космический корабль оглянулся на Землю и сделал свои первые фотографии.

На одном из этих изображений наша планета из голубого мрамора висит в космической пустоте за Луной.

Снимки были сделаны 28 мая с помощью бортовой камеры, которую профинансировал принц Саудовской Аравии. Хотя у них нет ничего на снимках кинокамеры «Аполлон» прошлых лет, фотографии, тем не менее, показывают, насколько крошечным является наш мир в космосе.

Изображение Земли и Луны, полученное 28 мая 2018 года с китайского микроспутника «Лунцзян-2» с помощью системы камер Саудовской Аравии. CNSA/KACST (через новости CCTV)

Впервые мы узнали об изображениях от журналиста Эндрю Джонса, освещающего космическую программу Китая.

«Это что-то невероятное. Изображения Земли и Луны, сделанные маленькой саудовской камерой на маленьком китайском спутнике весом 45 кг на лунной орбите», — написал Джонс в Twitter в четверг.

21 мая Китай запустил «Лунцзян-2» и его близнеца «Лунцзян-1». Их название означает «Река Дракона», и каждый из них размером с небольшой картотечный шкаф и весит около 100 фунтов.

Микроспутники должны были выйти на орбиту и изучать Луну в тандеме, но Лунцзян-1 потерпел неудачу и предположительно потерялся в космосе на далекой орбите Земли.

Лунцзян-2 живет со своей камерой, и Китайское национальное космическое управление (CNSA) поделилось первыми фотографиями космического корабля с государственными новостными агентствами в четверг.

Иллюстрация китайского спутника-ретранслятора Queqiao вблизи Луны. CNSA/CAS

Оба спутника Лунцзян не являются необходимыми и связаны с более крупной и важной миссией: космическим кораблем под названием Цюэцяо.

Queqiao — это телекоммуникационный спутник, который в настоящее время припаркован в гравитационно-нейтральном месте в космосе, называемом точкой Лагранжа, с которого открывается вид на обратную сторону Луны.

«Название Queqiao в переводе с китайского означает «сорока-мост» и происходит от китайской народной сказки, любовной истории о стае сорок, которые раз в год образуют мост, пересекающий Млечный Путь, чтобы воссоединить влюбленных, известных как Пастушка и Ткачиха. Девочки, а также их дети», — говорится в сообщении в блоге Луюань Сюй из Планетарного общества.

Название Queqiao вполне подходит, так как вскоре он станет «мостом» для предстоящей миссии CNSA «Чанъэ-4». Этот проект направлен на отправку посадочного модуля и лунохода на обратную сторону Луны. Спутник-ретранслятор необходим, потому что Луна блокирует все радиосигналы с Земли; без него «Чанъэ-4» не сможет получать команды от центра управления полетами или отправлять данные домой.

В случае успеха «Чанъэ-4» станет первым космическим кораблем, который приземлится и исследует эту дальнюю половину лунной поверхности. Это также будет второй китайский луноход после Yutu или «Нефритового кролика», который находится на Луне с декабря 2013 года.0003 Луноход Yutu или «Нефритовый кролик», часть китайской миссии «Чанъэ-3», движется по лунной поверхности. Китайское национальное космическое управление/Китайская академия наук 900:02 Посадочный модуль и луноход «Чанъэ-4», а также орбитальный вспомогательный космический корабль должны быть запущены в декабре 2018 года.