22 кг, около 1,2 % массы Земли. Иными словами, Земля весит в 81 раз больше, чем Луна. Плотность Луны составляет 3,34 г/см3. Это около 60 % плотности Земли. Луна — второй самый плотный спутник Солнечной системы после юпитерианской Ио, чей аналогичный параметр равен 3,53 г/см3.

Лунная сила притяжения составляет всего 16,6 % земной. Человек, весящий 45 кг на Земле, на Луне будет весить лишь 7,5 кг. Человек, который может прыгать на 3 м на Земле, сможет прыгнуть почти на 18 м на Луне.

Как и на большинстве миров Солнечной системы, гравитация Луны изменяется в зависимости от характеристик ее поверхности. В 2012 году миссия НАСА GRAIL картографировала лунную гравитацию в беспрецедентных деталях. «Когда мы видим заметное изменение в гравитационном поле, мы можем синхронизировать это изменение с особенностями поверхностной топографии, такими как кратеры или горы», — говорится в заявлении сотрудника миссии Марии Зубер из Массачусетского технологического института.

Хотя Луна является ближайшим и одним из самых изученных астрономических объектов, интерес ученых к ней не ослабевает.

«Луна — это Розеттский камень, благодаря которому мы понимаем остальную Солнечную систему», — сказал Ной Петр, заместитель сотрудника проекта НАСА LRO.

Суперлуние

Поскольку орбита Луны не идеально круглая, она то ближе к нам, то дальше. Перигей — это точка лунной орбиты, в которой она ближе всего к Земле. Когда полнолуние совпадает с перигеем, мы получаем суперлуну, которая на 14 % больше и на 30 % ярче, чем обычно.

Основная причина, по которой орбита Луны не идеальный круг, заключается в том, что на Луне много приливных, или гравитационных сил. Гравитация Земли, Солнца и планет нашей Солнечной системы воздействуют на орбиту Луны, заставляя ее совершать эти близкие проходы.

Суперлуние происходит примерно каждые 414 дней. Но надо учитывать, что это средний показатель. Например, 2016 год может похвастаться тремя суперлуниями. В следующий раз Луна подойдет на такое близкое расстояние лишь 25 ноября 2034 года. В 2017 году ожидается только одно суперлуние, которое состоится 3 декабря.

В 2018 году два — 2 и 31 января.

Иллюзия горизонта

Малопонятый оптический эффект может визуально увеличивать Луну, когда она восходит за удаленными объектами на горизонте. Этот эффект, известный как лунная иллюзия, либо иллюзия Понцо, наблюдается с древних времен, но до сих пор не имеет общепринятого объяснения.

Согласно одной теории, мы привыкли видеть облака всего в нескольких километрах над нами, в то время как мы знаем, что облака на горизонте могут находиться на расстоянии в десятки километров. Если облако на горизонте такого же размера, какими обычно бывают облака над головой, несмотря на большое расстояние, мы знаем, что оно должен быть огромным. И поскольку Луна вблизи горизонта имеет тот же размер, в каком мы ее видим над головой, наш мозг автоматически увеличивает ее.

Другая гипотеза предполагает, что Луна кажется больше у горизонта, потому что мы можем сравнить ее размеры с близлежащими деревьями и другими объектами на Земле — и она принимает ужасающие размеры по сравнению с ними. Над головой, на фоне обширного космического пространства Луна кажется маленькой.

Один из способов проверить иллюзорность картины — поднести большой палец к видимой Луне и сравнить ее размер с ногтем. Когда Луна поднимется выше, посмотрите на нее снова, и вы увидите, что Луна будет такого же размера по сравнению с вашим ногтем.

Содержание

Луна: история наблюдений и исследований. Справка

Дальнейшим этапом в исследованиях Луны стала отправка на планету радиоуправляемых самоходных аппаратов. В ноябре 1970 году на Луну был доставлен «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 10,5 месяцев) прошел расстояние в 10 540 м и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхности Луны и другую научную информацию. Установленный на нем французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Луны с точностью до долей метра.

В феврале 1972 года станция «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Луны.

В феврале того же года был совершен последний пилотируемый полет на Луну. Полет осуществил экипаж корабля «Аполлон-17». Всего на Луне побывало 12 человек.

В январе 1973 года «Луна-21» доставила в кратер Лемонье (Море Ясности) «Луноход-2» для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым районами. «Луноход-2» работал 5 лунных дней (4 месяца), прошел расстояние около 37 километров.

В августе 1976 года станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта с глубины 120 сантиметров (образцы были получены путем бурения).

С этого времени изучение естественного спутника Земли практически не велось.

Лишь через два десятка лет, в 1990 году, свой искусственный спутник «Хитен» (Hiten) послала к Луне Япония, ставшая третьей «лунной державой». Затем было еще два американских спутника – «Клементина»(Clementine, 1994 год) и «Лунный разведчик» (Lunar Prospector, 1998 год). На этом полеты к Луне были приостановлены.

27 сентября 2003 года Европейское космическое агентство с космодрома Куру (Гвиана, Африка) запустило зонд SMART-1. 3 сентября 2006 года зонд завершил свою миссию и совершил пилотируемое падение на поверхность Луны. За три года работы аппарат передал на Землю много информации о лунной поверхности, а также провел картографию Луны с высоким разрешением.

В настоящее время изучение Луны получило новый старт. Программы освоения земного спутника действуют в России, США, Японии, Китае, Индии.

К 2018 году НАСА планирует возобновить пилотируемые полеты на Луну.

Китай собирается в 2012 году опустить на поверхность планеты луноход «Лунный Заяц», в 2017 году получить образцы лунного грунта. В перспективе Китай не исключает создания на Луне постоянной обитаемой базы.

Правительство Японии пообещало, что в 2020 году высадит на поверхность Луны двуного робота.

По заявлению руководителя Федерального космического агентства (Роскосмос) Анатолия Перминова, концепция развития российской пилотируемой космонавтики предусматривает программу освоения Луны в 2025-2030 годах.

Правовые вопросы освоения Луны

Правовые вопросы освоения Луны регулирует «Договор о космосе» (полное название «Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела»).

Он был подписан 27 января 1967 года в Москве, Вашингтоне и Лондоне государствами-депозитариями – СССР, США и Великобританией. В тот же день началось присоединение к договору других государств.

Согласно ему исследование и использование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, осуществляются на благо и в интересах всех стран, независимо от степени их экономического и научного развития, а космос и небесные тела открыты для всех государств без какой-либо дискриминации на основе равенства.

Луна, в соответствии с положениями «Договора по космосу», должна использоваться «исключительно в мирных целях», на ней исключается любая деятельность военного характера. Перечень видов деятельности, запрещенных на Луне, приведенный в статье IV Договора, включает размещение ядерного оружия или любых других видов оружия массового уничтожения, создание военных баз, сооружений и укреплений, испытание любых видов оружия и проведение военных маневров.

Частная собственность на Луне

Часть территории Луны находится в частной собственности.

Продажа участков территории естественного спутника Земли началась в 1980 году, когда американец Денис Хоуп обнаружил калифорнийский закон от 1862 года, по которому ничья собственность переходила во владение того, кто первым предъявил претензии на нее.

В подписанном 1967 году «Договоре о космосе» было прописано, что «космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению», но пункта о том, что космический объект не может быть приватизирован в частном порядке, не было, что и позволило Хоуп оформить право собственности на Луну и все планеты Солнечной системы, исключая Землю.

Хоуп открыл в США Лунное посольство и организовал оптово-розничную торговлю лунной поверхностью. Он успешно ведет свой «лунный» бизнес, продавая участки на Луне желающим.

Чтобы стать гражданином Луны надо приобрести себе участок, получить нотариально заверенное свидетельство о праве собственности, лунную карту с обозначением участка, его описание и даже «Лунный билль о конституционных правах». Оформит лунное гражданство можно за отдельные деньги, приобретя лунный паспорт.

Право собственности регистрируется в Лунном посольстве в Рио-Виста, Калифорния, США. Процесс оформления и получения документов занимает от двух до четырех дней.

В данный момент мистер Хоуп занимается созданием Лунной республики и продвижением ее в ООН. У еще несостоявшейся республики есть свой национальный праздник – день лунной независимости, который отмечается 22 ноября.

В настоящее время стандартный участок на Луне имеет площадь 1 акра (чуть больше 40 соток). С 1980 года продано около 1.300 тысяч участков из тех приблизительно 5 миллионов, что были «нарезаны» на карте освещенной стороны Луны.

Известно, что среди владельцев лунных участков – американские президенты Рональд Рейган и Джимми Картер, члены шести королевских семейств и около 500 миллионеров, в основном из числа голливудских звезд – Том Хенкс, Николь Кидман, Том Круз, Джон Траволта, Харрисон Форд, Джордж Лукас, Мик Джаггер, Клинт Иствуд, Арнольд Шварценеггер, Деннис Хоппер и другие.

Лунные представительства открылись в России, Украине, Молдавии, Белоруссии, и владельцами лунных земель стали более 10 тысяч жителей СНГ. Среди них Олег Басилашвили, Семен Альтов, Александр Розенбаум, Юрий Шевчук, Олег Гаркуша, Юрий Стоянов, Илья Олейников, Илья Лагутенко, а также космонавт Виктор Афанасьев и другие известные деятели.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Когда-то в Землю врезалась другая планета, и получилась Луна. Что не так с этой гипотезой?

Гипотезу о мегастолкновении Земли и планеты Тейи выдвинули американцы Хартман и Дэвис в 1975 году. В те далекие времена в Солнечной системе было известно два типа спутников: те, что радикально меньше своих планет (Фобос и Деймос около Марса, спутники газовых и ледяных гигантов), и Луна. Она была единственным спутником, масса которого составляла более процента от массы ее планеты.

На эту тему

Странность Луны требовала нестандартного объяснения, откуда она взялась. Прежние догадки были несколько наивными и легко опровергались. Например, сын Чарльза Дарвина предполагал, что когда-то Земля вращалась быстрее и от нее отвалился громадный кусок. Эта и ей подобные гипотезы плохо объясняли то, что железное ядро Луны в сравнении с Землей небольшое, а воды там, как считалось, нет.

На самом деле, на тот момент вода в лунной породе уже была обнаружена: она содержалась в грунте (реголите), доставленном на «Аполлонах». Находку списали на земные загрязнения или метеориты. Показания детекторов ионов, зафиксировавших воду рядом с «Аполлонами», также списали на земное загрязнение. Ученые отвергали эмпирические факты, поскольку те не стыковались с тогдашними теориями происхождения Луны.

Во всех этих теориях Луна сперва расплавлялась, из-за этого она должна была потерять воду. Наука того времени предполагала только один вариант попадания воды на Луну — с кометами. Но в кометной воде другое соотношение водорода и его тяжелой разновидности — дейтерия, а в воде, найденной на Луне американцами, соотношение этих изотопов было таким же, как на Земле. Несоответствие проще всего было объяснить загрязнением.

Однако оставалось непонятно, почему в реголите содержится меньше титана и других сравнительно тяжелых элементов. Тогда-то родилась гипотеза мегаудара (мегаимпакта). По ней, 4,5 млрд лет назад древняя планета Тейя столкнулась с Землей, и сверхмощный удар выбросил в космос обломки обеих планет — из них со временем сформировалась Луна. Верхние слои Земли содержат мало тяжелых элементов, потому что большая часть опустилась вниз, в ядро и нижние слои магмы. Якобы этим обусловлено отличие лунного грунта.

Пилотируемый космический корабль «Аполлон-8»

© AP Photo

Получалось, что земной спутник был не первичным, как, например, у Юпитера, а вторичным — вдобавок снимался вопрос о том, почему масса Луны так велика в сравнении с массой самой Земли. Также гипотеза американцев объясняла, почему на Луне совсем нет воды: при столкновении планет обломки должны были разгореться до тысяч градусов — вода просто испарилась и улетела в космос. Другое дело, что после полетов «Аполлонов» представление о безводной Луне было упорным игнорированием фактов.

Гипотеза выглядела просто отлично целых три года. Но уже в 1978 году был открыт Харон — спутник Плутона. Если Луна по массе в 80 раз уступает Земле, то Харон легче Плутона всего в девять раз. Получалось, в Луне нет ничего уникального. Появились сомнения: крупные планеты, скорее всего, сталкиваются слишком редко, чтобы появилось столько больших спутников.

Новые неудобства принес анализ лунных пород в лабораториях и первые данные по метеоритам инопланетного происхождения. Выходило, что изотопно Луна неотличима только от Земли, а все остальные планеты Солнечной системы явно другие. Как это получилось, если в составе Луны якобы есть вещество другой планеты — гипотетической древней Тейи? Чтобы объяснить противоречие, гипотезу мегаудара доработали: местом рождения Тейи стали считать… земную орбиту — поэтому-то изотопный состав обеих планет одинаков. В одном месте сформировалось сразу две планеты, которые потом столкнулись.

Но было непонятно, почему на земной орбите планет возникло две, а на орбитах других планет системы — по одной. Добавили проблем и геологи. Возник еще один вопрос: если мегастолкновение двух планет раскалило Землю и ее обломки, откуда на планете вообще взялась вода? По всем расчетам она должна была испариться.

На эту тему

Теория мегаудара уже стала крайне популярной, отказываться от нее не хотели, поэтому была выдвинута идея, что вода на Земле появилась позже — ее принесли кометы, падавшие на планету миллиарды лет. Но вскоре обнаружилось, что соотношение изотопов водорода и кислорода в кометной воде сильно отличается от земной. Более похожа на земную вода с астероидов, но на них ее очень мало, то есть быть источником наших океанов они не могут.

Наконец, в XXI веке на Луне стали находить следы воды. А когда сторонники мегаударной гипотезы предположили, что воду эту принесли кометы, то голландские геологи показали, что лунные породы вообще не могли образоваться в нынешнем виде без присутствия воды с самого начала образования спутника. Усугубили ситуацию российские астрономы: по ним, типичное столкновение кометы с Луной ведет к вылету более 95% воды обратно в космос.

Лучше всего ситуацию отразила статья 2013 года с говорящим заголовком «Импактная теория вымоталась».

Если Луна появилась не из-за столкновения двух молодых планет, то как? В полной версии статьи на научно-популярном сайте «Чердак» читайте об альтернативной гипотезе, которую выдвинули российские ученые.

Александр Березин

Россия отправит на Луну автоматическую станцию для исследований — Российская газета

До запуска космического аппарата «Луна-25» к естественному спутнику Земли осталось недолго.

Предполагается, что ракета-носитель «Союз-2.1б» с космодрома Восточный отправится к Луне в ближайшее время. Это будет первая лунная миссия в истории новой России: предыдущая «Луна-24» состоялась аж 45 лет назад, в далеком 1976-м. Но в отличие от экспедиций советских предшественников, нынешнему аппарату предстоит прилуниться не в экваториальной части единственного спутника Земли, а ближе к Южному полюсу, в окрестностях кратера Богуславского или Манцини (резервная точка посадки). Планируется, что зонд будет работать на поверхности Луны не менее года и на Землю не вернется. Основные задачи миссии — отработка технологии мягкой посадки, контактные исследования лунного реголита. Также «Луна-25» начнет новую эпоху исследований спутника отечественными станциями.

Романтика и гравитационный щит

Луна… Как много в этом слове… Кто не гулял с любимым человеком под романтичной Луной всю ночь напролет? Кто не любовался острым месяцем новой Луны, не скрипел зубами от бессонницы в полнолуние? Луна волновала умы людей еще задолго до появления современной астрономии. О ней складывали легенды, ее прославляли поэты, живописали художники. Еще в древности были подмечены многие особенности «поведения» ночного светила: она управляет морскими приливами и отливами, влияет на самочувствие людей и поведение животных, на клев рыбы, рост волос и ногтей и на многие другие аспекты нашей жизни.

И возможно, самое главное, что единственный естественный спутник защищает Землю от космических бомбардировок, принимая на себя удары тысяч метеоритов и астероидов. Кратеры на ее поверхности — это шрамы от столкновения с другими небесными телами, некоторые из которых в диаметре превышали 300 километров. Почему-то совсем не хочется представлять, что было бы на Земле, прилети сюда такой раскаленный «камушек»… И чтобы этот гравитационный щит не ослаб, изучать Луну мы будем бережно и с благодарностью…

Миссия выполнима

«Луна-25» представляет собой посадочный аппарат, целью запуска которого являются отработка технологий мягкой посадки, квалификация облегченной посадочной платформы, обладающей базовыми возможностями для обеспечения посадки на Луну, а также проведение исследований на поверхности Луны в околополярной области, — сообщили в Госкорпорации «Роскосмос». — Реализация космической экспедиции «Луна-25″ является важным шагом в освоении космического пространства, который позволит на качественно новом уровне взглянуть на перспективы освоения планет Солнечной системы, понять механизмы зарождения планет, появления воды и, следовательно, жизни на Земле».

Успешная реализация российского проекта «Луна-25», добавили эксперты Роскосмоса, позволит создать технологический задел для реализации последующих лунных миссий, начать исследования Луны с новым качеством, впервые в мире исследовать ее грунт в области Южного полюса.

Успешная реализация российского проекта «Луна-25» позволит создать технологический задел для реализации последующих лунных миссий

На борту зонда установлены 8 камер, которые будут вести съемку перелета, а также панорам лунной поверхности с места посадки. Зонд будет непрерывно работать в течение года, даже в условиях полярной ночи при температуре, доходящей до минус 170 градусов. Для этого разработана сложная система терморегуляции.

Задачи аппарата — изучение внутреннего строения и разведка природных ресурсов, в том числе воды, в околополярной области Луны, а также исследование воздействий на поверхность Луны космических лучей и электромагнитных излучений.

Испытания продолжаются

В рамках подготовки к лунной миссии в НПО Лавочкина испытания космического аппарата идут полным ходом.

Масса летного изделия в заправленном виде — 1750 килограммов. Сам зонд состоит из двух основных конструктивных частей.

Нижняя — посадочное устройство, представляющее конструкцию с амортизационными опорами, обеспечивающими мягкую посадку. На нем же закреплена двигательная установка станции, с помощью которой производится коррекция траектории перелета к Луне, торможение при сходе с орбиты и собственно прилунение.

Здесь же смонтированы топливные баки, устройство для забора лунного грунта, датчики, антенны. Верхняя часть — негерметичный приборный отсек. На нем находятся панели солнечных батарей, радиаторы системы терморегулирования, электронное оборудование, научные приборы, источник энергии. Всего на борту станции размещены девять различных научных приборов общей массой 30 кг.

Луна притягивает к себе взгляды землян не первое тысячелетие, и ее тайны предстоит открыть. Фото: РИА Новости www.ria.ru

Комплект приборов имеет большой спектр задач. Главная, конечно, это исследование грунта контактным методом. Для этого предназначен манипулятор с ковшом, который возьмет лунный грунт с глубины 15-30 сантиметров и подаст его в специальный прибор-анализатор.

На Землю грунт не полетит, состав реголита будет определяться на месте. Цель — подтвердить наличие воды, точнее, льда, который обнаружен по совокупности косвенных методов. Наличие следов воды очень важно для последующего освоения Луны, считают ученые, поскольку это — ценнейший ресурс. Если вода будет найдена, появится возможность построения обитаемых лунных баз.

Отличный от других

Назревает, конечно, вопрос: а почему верхний отсек негерметичный? Не навредит ли это научным приборам? «Это как раз одно из отличий «Луны-25» от предыдущих аппаратов, — объяснили в Роскосмосе. — Это позволяет уменьшить вес конструкции и соответственно освободить дополнительную массу для научных приборов. Сами приборы не пострадают от перепада температур: они размещены на термостабилизированной панели. Во время лунного дня лишнее тепло отводится в космос специальными радиаторами. А ночью избежать замерзания помогут радиоизотопные источники тепла».

Ну а о втором отличии мы уже упоминали: все советские лунные станции осуществляли посадку в экваториальных районах, а «Луна-25» впервые будет садиться у Южного полюса. «Для посадки наши коллеги в РАН выбрали две точки: основная — к северу от кратера Богуславский и резервная — к юго-западу от кратера Манцини. Каждое место посадки имеет вид эллипса 30х15 километров с уклонами не более 15 градусов», — сообщили в Роскосмосе.

«Луна-25» начнет новую эпоху исследований спутника Земли отечественными станциями, зонд будет работать на поверхности Луны не менее года

Прилуниться там будет намного труднее из-за сложного рельефа местности: там скалы, большие камни, поэтому выбор площадки для посадки — важная научная задача. Этим объясняется и небольшая в принципе масса и количество приборов на борту: помимо исследований реголита задача станции — отработать посадку именно на пересеченной местности. Сложность еще в том, что, кроме рельефа, надо учитывать много других факторов: в месте прилунения должна быть большая вероятность наличия льда, должны соблюдаться требуемые условия освещенности и радиосвязи.

Смотрим в будущее

В научной программе задействовано более 25 организаций Госкорпорации «Роскосмос». Так, уникальные приборы разработали специалисты Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН). Причем ученые уже смотрят в будущее и трудятся над оборудованием для следующих лунных экспедиций. Ведь миссией «Луна-25» программа изучения спутника Земли не ограничивается: она станет демонстратором возможностей сложной посадки. Следующий зонд «Луна-26» будет орбитальным, а вот «Луна-27» станет тяжелой посадочной автоматической станцией для самого глубокого изучения соседки Земли. «Для миссии «Луна-27″ мы создали специальный прибор, который входит в состав газоаналитического комплекса и работает на основе диодно-лазерной спектроскопии. Его задача — сделать пиролиз лунного грунта и по его летучим компонентам — вода, углекислый газ и т.д. — определить состав реголита в окрестностях Южного полюса Луны», — говорит заведующий лабораторией экспериментальной спектроскопии отдела физики планет и малых тел Солнечной системы ИКИ РАН Имант Виноградов. А его коллега, научный сотрудник отдела ядерной планетологии ИКИ РАН Дмитрий Головин добавляет: «В месте посадки «Луны-25» ожидается довольно сухой грунт и низкое содержание воды. А вот аппарат «Луна-27″ осуществит посадку в более интересном месте спутника Земли с точки зрения содержания воды в грунте. Там ожидаются бОльшие значения, и это очень перспективно для поиска новых полезных ископаемых на Луне».

Уникальная задача

В основном все предыдущие миссии были нацелены на исследование экваториальных районов. В случае успешной реализации программы мы будем пионерами в этой области исследований. Районы посадки лунной станции «Луна-25» и последующей «Луна-27» могут превратиться в зоны российских национальных интересов, с которых начнется практическое освоение Луны и, в перспективе, создание лунной базы.

По утверждению специалистов Роскосмоса, в первую очередь знания и сведения о Луне необходимы Российской академии наук в интересах фундаментальных космических исследований. Немаловажно и то, что материалы и технологии, которые получают при разработке космической техники, в том числе и при создании лунных космических аппаратов, в дальнейшем найдут применение в других областях — в медицине, на транспорте, в электронной промышленности и т.д. То есть одним своим существованием космические исследования способствуют продвижению других отраслей.

Первый советский самоходный аппарат «Луноход-1» стал мировой сенсацией в ноябре 1970 года. Фото: РИА Новости www.ria.ru

По мнению же ученых ИКИ РАН, полярные области Луны — наиболее перспективные для проведения исследований. Данные, которые были получены в нулевых годах нашего века, в том числе и с российского нейтронного телескопа LEND, установленного на американском орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter, показали, что в полярном реголите есть много летучих соединений космического происхождения, начиная с воды и заканчивая сложными молекулами. Эти соединения на Луну приносили кометы. Полюс на Луне можно сравнить с природным холодильником, где в холодных ловушках полярного реголита сотни миллионов лет накапливались и сохранялись слои инея всех космических летучих веществ, когда-либо попадавших на спутник Земли. Научные приборы «Луны-25» будут изучать состав этих веществ, проведут оценку массовой доли замерзшей воды в реголите. Ее наличие в будущем освободит космонавтов от необходимости доставки воды с Земли. Также она понадобится для добычи кислорода, а в более удаленной перспективе — и водородного горючего.

Из истории вопроса

Эпоха изучения Луны космическими средствами началась в январе 1959 года, когда СССР произвел запуск автоматической межпланетной станции «Луна-1». С помощью этой АМС были получены данные о радиационной обстановке и газовой составляющей межпланетного вещества в окололунном пространстве.

«Луна-2», стартовавшая в сентябре того же года и через три дня совершившая жесткую посадку на Луне, стала первым космическим аппаратом с Земли, достигшим другого небесного тела. Миссия подтвердила гипотезы ученых, что Луна не имеет сильного магнитного поля и что вокруг нее нет радиационных поясов.

А менее чем через месяц третья экспедиция на Луну смогла добыть снимки ее обратной стороны, благодаря чему советские ученые смогли сделать первый глобус нашего естественного спутника.

Первую мягкую посадку на Луну совершила АМС «Луна-9» уже зимой 1966 года. В течение трех с лишним суток аппарат передавал телепанораму поверхности спутника, измерял уровень радиации и пыли — последний, кстати, оказался меньше ожидаемого. АМС «Луна-10», запущенная в марте 1966-го, вышла на орбиту Луны и стала ее первым искусственным спутником. Анализ траектории станции позволил провести предварительное определение параметров гравитационного поля Луны.

В сентябре 1970 года «Луна-16» доставила советским ученым 101 грамм лунного грунта. Той же осенью в ходе миссии «Луны-17», доставившей на спутник первый управляемый с Земли луноход, было определено среднее расстояние между Землей и Луной, которое составило 384 467 километров.

В ходе последней в советской истории 24-й лунной миссии в 1976 году на Землю был доставлен лунный грунт с глубины более полутора метров.

Что интересно, программы освоения Луны были свернуты в СССР и США почти одновременно. Летать на естественный спутник Земли оказалось очень дорого, кроме того, было непонятно, зачем: вроде бы о Луне было известно все. Впрочем, исследования нашей соседки продолжали проводить Китай и Индия.

И снова здравствуйте

После того как в 2009 году упомянутый выше нейтронный российский телескоп LEND «узрел» признаки льда в районах полюсов Луны, интерес к Луне возобновился, так как, по словам представителей Роскосмоса, в случае наличия достаточного количества льда позволит в перспективе создавать обитаемую инфраструктуру на поверхности Луны.

И, готовя к запуску «Луну-25», в Роскосмосе одновременно готовят следующие миссии. Так, сообщили нам в ведомстве, «Луна-26» будет орбитальным аппаратом.

Он станет работать на орбите Луны и проводить дистанционные исследования ее поверхности, в том числе картографирование минералогического состава Луны, изучение структуры подповерхностных слоев, картирование распределения водяного льда на поверхности Луны.

«Луна-27» — это уже тяжелый посадочный аппарат для извлечения с глубины и анализа образца лунного льда. «Он будет оснащен системой высокоточной и безопасной посадки. То есть в процессе снижения аппарат на определенной высоте будет сканировать поверхность Луны и выбирать наиболее подходящее место для совершения посадки, — пояснили в Роскосмосе. — Также аппарат будет оснащен криогенной глубинной бурильной установкой, которая сможет бурить на глубину до 2 метров. Анализировать грунт аппарат будет на месте.

Место проведения исследований, так же как и в миссии «Луна-25», — район Южного полюса. А доставка грунта из района Южного полюса на Землю запланирована в ходе следующих миссий.

Кстати

В 1608 году мастер Иоанн Липперсгей соорудил свой первый телескоп. С его помощью ученые смогли более подробно рассмотреть космический спутник нашей планеты. И сейчас Луна является наиболее изученным космическим телом, а также первым, на котором побывал человек с Земли. Развитие космонавтики в прошлом столетии позволило людям увидеть наконец обратную сторону Луны (из-за равенства орбитальной скорости вращения Луны вокруг Земли и угловой скорости вращения Луны вокруг своей оси естественный спутник всегда повернут к нам одной и той же стороной).

Несмотря на то что люди знают о Луне очень многое, ночное светило тем не менее является объектом наиболее пристального изучения астрономов. И, между прочим, ученые до сих пор ведут спор, а является ли Луна планетой? Ведь от классического определения планеты ее отличает несколько признаков: она не вращается вокруг звезды, имеет довольно маленькое ядро и силу притяжения.

Но среди остальных спутников Солнечной системы она уникальна. Прежде всего, у нее слишком большая масса (если сравнивать с другими спутниками). Также Луна располагается на довольно большом расстоянии от Земли, чтобы быть «захваченной» ее гравитационной силой. И вдобавок ко всему она вращается вокруг Земли не в плоскости экватора, что опять-таки нехарактерно для «настоящих» спутников. Так кто же ты, Луна?

Масса Луны, отношение к массе

Масса Луны, отношение к массе Земли 196  [c.429]

Это приводит к тому, что равнодействующие силы притяжения со стороны Луны и Солнца не проходят через центр масс Земли и, следовательно, создают относительно него моменты сил, стремящиеся повернуть ось вращения Земли. Отметим, что хотя масса Луны много меньше массы Солнца, но она расположена значительно ближе к Земле и поэтому ее влияние на вращение Земли в 2,2 раза больше. Вследствие прецессионного движения оси вращения Земли полюсы описывают полный круг примерно за 26 000 лет, т. е. за год они перемещаются почти на 50″. Так как взаимные расстояния Земли, Луны н Солнца непрерывно изменяются, а также меняет свое положение плоскость лунной орбиты по отношению к плоскости движения Земли, существуют также небольшие колебательные движения земной оси — нутации. Они приводят к дополнительным смещениям полюсов, достигающим 9″.  [c.77]


Определение массы Земли является первым звеном в цепи определений масс др. небесных тел (Луны, планет, Солнца, а затем и др. звёзд). Массы этих тел находят, опираясь либо на 3-й закон Кеплера (см. Кеплера законы). Либо на след, правило расстояния к.-л. масс от общего центра масс обратно пропорциональны самим массам. Это правило позволяет, в частности, определить массу Луны. Отношение расстояний центров Луны и Земли от центра масс система Земля — Луна (барицентра) равно 1/81,3, т. е. М ж (1/81,3)т1/з в ж 7,35-10 г.  [c.59]

Описанные выше примеры (планеты, движущиеся по гелиоцентрическим орбитам с взаимными возмущениями, и движение Луны по геоцентрической орбите, возмущаемой Солнцем) иллюстрируют два совершенно различных типа задач, решаемых в рамках общей теории возмущений. В первом случае в качестве малого параметра, по которому проводятся разложения в степенные ряды, используется отношение массы возмущающей планеты к массе Солнца. Во втором случае в разложениях используется малая величина, равная отношению расстояния от спутника до планеты к расстоянию от Солнца до планеты. Уже говорилось, что даже в случае, когда возмущающей планетой является Юпитер, т,1т 10 , тогда как в системе Земля — Луна—Солнце /400 Кроме того, применяются разложения по степеням и произведениям эксцентриситетов и наклонений.  [c.183]

Масса Луны в единицах массы Земли найдена по расположению центра масс системы Земля — Луна положение последнего определено из наблюдений флуктуаций кажущихся орбит астероидов по отношению к центру Земли. Принятое здесь значение этой величины взято из Американского морского ежегодника [2].  [c.124]

X—отношение массы Луны Мщ к обш,ей массе Земли и Луны Мо , jo—величина, обратная постоянной времени  [c.144]

Найти, с какой скоростью V( нужно выбросить снаряд с поверхности Земли по направлению к Луне, чтобы он достиг точки, где силы притяжения Земли и Луны равны, н остался в этой точке в равновесии. Движением Земли и Луны и сопротивлением воздуха пренебречь. Ускорение силы тяжести у поверхности Земли д = 9,8 м/с. Отношение массы Луны и Земли т М = 1 80 расстояние между ними й = 607 , где считаем Я = 6000 км (радиус Земли).  [c.225]

Определить гравитационный параметр ря и ускорение силы тяжести дп на поверхности небесного тела, если известны отношения его массы Мп и радиуса Яп к массе М и радиусу Я Земли. Вычислить эти величины для Луны, Венеры, Марса и Юпитера, для которых соответствующие отношения даны в следующей таблице  [c. 388]


Заметим, что, так как в действительности между всеми элементами, входящими в уравнение (119 ), элементом наименее доступным для измерения каким-либо другим путем является отношение т т массы Земли к массе Луны, то с астрономической точки зрения наибольший интерес, который представляет формула (119 ), будет заключаться именно в том, чтобы дать хорошую численную оценку этого отношения, если заранее считается достоверным, что земная прецессия происходит от лунно-солнечного притяжения.  [c.338]

Однако нас интересует не абсолютное ускорение в точке Р, а относительное ускорение по отношению к Земле. Луна сообщает при этом всей массе  [c.449]

Можно указать три главных цели запусков автоматических станций на окололунные орбиты 1) изучение детальной структуры поля тяготения Луны и, в частности, уточнение отношения массы Луны к массе Земли 2) исследование веш.ества, излучений и магнитного поля в окололунном пространстве 3) фотографирование лунной поверхности.[c.253]

Отнесено к среднему расстоянию между тпх и гпг ) Отношение массы Земли к массе Луны.  [c.234]

Так как г значительно меньше Я по условию, то за К обычно принимается расстояние между рассматриваемыми небесными телами. Формула для г — является приближенной. Зная массы Солнца и планет и расстояния между ними, можно определить радиусы сфер действия планет по отношению к Солнцу (табл. 2.2, где приведен также радиус сферы действия Луны по отношению к Земле).  [c.115]

Цифрами (2), 2) и 3) на рис. 40 обозначены соответственно реальные положения Земли, Луны и Солнца. Величина х = 1/82,3 представляет собой отношение массы Луны к сумме масс Луны и Земли, величина щ — средняя угловая скорость барицентра В относительно Солнца. Принимается, что  [c.253]

Прецессия равноденствий Нутация. Предположим, что вписанный в земной сфероид шар удален и оставлено только экваториальное кольцо. Каждую точку в этом кольце можно рассматривать как малый спутник тогда из принципов, объясненных в 185 и 186, притяжения Луны и Солнца произведут на них возмущающие ускорения, которые будут иметь стремление сдвинуть их по отношению к сферическому ядру. Но кольца прикреплены к твердой Земле так, что она принимает участие во всяком возмущении, которому они подвергаются. Так как их общая масса очень мала по сравнению с массой сферического тела внутри кольца и так как возмущающие силы очень малы, то изменения в движении Земли будут происходить очень медленно.  [c.303]

Орбиту Земли, лежащую между орбитами Венеры и Марса, можно с высокой степенью приближения представить как эллипс с малым эксцентриситетом. Элементы этой орбиты претерпевают изменения, природа которых описана в гл. 6 эти изменения могут быть измерены по отношению к некоторым фиксированным в пространстве плоскости отсчета и направлению, например по отношению к эклиптике и точке весеннего равноденствия для выбранной эпохи. Указанные изменения вызываются притяжением планет кроме того, на земную орбиту воздействует и Луна вследствие ее близости. Мы уже видели, что именно центр масс системы Земля—Луна обращается по возмущенному эллипсу вокруг Солнца, в то время как Земля и Луна обращаются вокруг этого центра. Поскольку масса Луны составляет лишь 1/81 массы Земли, а геоцентрическое расстояние Луиы равно примерно 60 радиусам Земли, центр масс системы лежит на расстоянии около 1600 км под земной поверхностью.  [c.302]

Основное возмущение, которому подвержен спутник на эллиптической орбите вокруг Луны, вызывается отклонением фигуры Луны от точного шара, а также притяжениями Земли и Солнца. Если спутник имеет высокое значение отношения площади поперечного сечения к массе, тогда заметный эффект будет вызывать давление солнечного излучения, однако для большинства спутников этим эффектом можно пренебречь.  [c.391]

Отношение массы Земли к массе Луны  [c.327]

Попытка учесть влияние других небесных тел, в первую очередь Луны, приводит к знаменитой задаче трех тел, а также многих тел, для которых точное решение найти не удается. При рассмотрении подобных задач Лагранж, Лаплас, Пуассон, Гаусс сформулировали основные представления теории возмущений, разработали эффективные методы расчета орбит планет. Так при изучении задачи трех тел — системы Солнце — Земля — Луна в качестве невозмущенной выбрана задача двух тел для системы Солнце — Земля. В качестве малого параметра в возмущенной задаче использовалось отношение масс Луны и Земли. Широко известный в истории науки факт открытия на кончике пера планеты Нептун Дж. Адамсом и У. Леверье связан с использованием в расчетах теории возмущений.  [c.31]


Основной эффект возмущений, вызываемых притяжением Земли, Луны, Солнца и планет, можно учесть, если рассматривать их как точечные массы, сила притяжения которых подчиняется закону Ньютона. Для каждого из этих тел требуется найти наилучшие значения гравитационного параметра, представляющего собой произведение массы небесного тела на постоянную тяготения. Если же притягивающее тело расположено очень близко (как Земля по отношению к спутнику), то его необходимо рассматривать уже не как сферу, массу которой можно считать  [c.74]

Если расстояние Гд очень мало в сравнении с г г, то движение центра масс тел тпу, и относительно т будет близким к невозмущенному движению. Это тем ближе к истине, чем меньше отношение о1/ «ог- Это рассуждение подсказывает, что выгодно ввести координаты Луны относительно Земли и координаты Солнца относительно центра масс Земли и Луны. Поэтому пусть  [c.235]

Отношение а/а равно отношению синуса параллакса Солнца к синусу параллакса Луны. Множитель, зависящий от масс, который входит во второй член Я, можно учесть, используя вместо а/а величину  [c.272]

В задаче движения Луны и Луна, и Земля находятся на почти одинаковых расстояниях от Солнца, но само это расстояние во много раз больше расстояния между Луной и Землей. Кроме того, масса возмущающего тела (Солнца) примерно в 330 ООО раз больше суммарной массы Земли и Луны. В этом случае удобным малым параметром является отношение среднего расстояния Земля—Луна к среднему расстоянию Земля—Солнце, равное примерно 1/400. Система уравнений, при помощи которой будут получены некоторые результаты теории движения Луны, может быть выведена следующим образом.[c.292]

Космической программой предъявляются самые высокие требования к работоспособпостп и надежности конструкционных материалов. Отношение массы ракеты-носителя к полезной массе, выведенной на околоземную орбиту, в среднем составляет 100 1, тогда как для лунной орбиты оно в средие1М равно 600 1. Стоимость вывода па орбиту одного килограмма полезной массы принято оценивать в 37,5 — 75 тыс. долларов.  [c.78]

И последняя дробь имеет некоторое вполне определенное значение, но это значение не инаае может быть найдено, каЕ на основании наблюдении , тем более, что самое отношение массы 0 к 8 0 1релелиется по значению находимому также на основании наблюденнн. Необходимо заметить, что Я обозначает массу Солнца, 0 — сумму масс Земли н Луны.  [c.32]

Система планетных масс является принятой в текущих эфемеридах, и значения, данные для обратных величин масс, включают массы атмосфер и спутников. Значение для Нептуна равно принятому в численном интегрировании уравнений движения внешних планет значение, используемое в ньюкомовых теориях внутренних планет, равно 19 700. В планетной теории принятое отношение массы Земли к массе Луны равно 81,45 (тогда как в лунной теории 81,53) и отношение массы Солнца к массе одной только Земли равно 333 432. Эта система масс должна быть пересмотрена в течение нескольких ближайших лет, когда будут получены улучшенные значения для масс внутренних планет, основанные на анализе движения космических зондов.  [c.183]

Отношение массы Луны к массе Земли можно получить также из наблюдений Эроса, ведущихся для определения солнечного параллакса. Отношение М/Е входит в условные уравнения, так как это отношение определяет центр масс системы Земля—Луна, который описывает эллиптическую орбиту вокруг Солнца. Результаты, выведенные Хинксом>) из наблюдений 1900 —1901 гг. и Спенсером Джонсом ) из наблюдений 1930—1931 гг., оказались равными 1/81.5 и 1/81,3 соответственно.  [c.481]

Луна. Ни один из спутников планет Солнечной системы не имеет столь большого отношения массы к массе главной планеты, как наше ночное светило. Большие лунные равнины, называемые морями , достигают в длину 1000 км. Лунные кратеры имеют поперечники в несколько сот километров. Очертания гор, не размытых водой, весьма рельефны. Гора Курциуса подымается на высоту 8 880 м, т. е. достигает высоты Эвереста — величайшей из горных земных вершин (8882 м). Благодаря либрации Луны большая Пдоловина ее поверхности (59%) доступна наблюдению с Земли.  [c.30]

Некоторые интересные результаты были также получены после нескольких полетов зондов серии Рэйнджер к Луне [32]. Результаты обработки траекторий попадания в Луну подтвердили величину отношения масс Земли и Луны, определенную ранее по информации от станции Маринер-2 . Кроме того, на основании данных сопровождения нескольких зондов Рэйнджер на ранних этапах полета удалось уточнить величину гравитационной постоянной Земли GE.  [c.119]

Джеффрис, занявший впоследствии кафедру Дарвина, в третьем издании своей уже упоминавшейся книги (см. стр. 208) высказал мнение, что дарвинская теория колебаний жидкости не в состоянии объяснить выброс Луны, так как в ней амплитуды приливов предполагаются малыми и так как скорости частиц приливных волн, нормальные к поверхности сферы, недостаточны для того, чтобы произошел отрыв масс без их возврата на Землю. Однако нам представляется, что можно смягчить эти возражения, если внести поправку в теорию Дарвина.. Согласно идеям, впервые предложенным в планетарной гипотезе Молтоном и Чемберленом, а позднее Джинсом, зарождение планет произошло при прохождении двух горячих звезд в такой близости друг от лруга, что на одной из них возник чудовищный прилив, который был вытянут гравитационным притяжением другой звезды в длинный протуберанец, выбросивший материю в пространство. Аналогично притяжение со стороны постороннего небесного тела, вероятно, сравнимого по размерам и массе с Землей и проходившего не очень далеко от нее по орбите, которая во всех прочих отношениях не нарушала порядка в солнечной системе, могло вырвать из твердой земной коры массы вещества, образовавшие Луну.[c.807]


Оценка для ускорения от сил светового давления получена для отношения площади поперечного сечения КА к его массе, равного 0,05 м 1кг оценки влияния сжатия Земли, Луны и притяжения планет дают величину, меньшую, чем 10″ м1сек .  [c.278]

Следует заметить, что в небесной механике метод рещения, который был использован при выводе известных интегралов, не дает возможности получить многого. Поэтому решение отыскивается мето дом последовательных приближений, который оказывается практи чески удобным методом либо вследствие геометрических обстоя тельств, таких, например, как в теории Луны (где отношение гео центрического расстояния Луны к ее расстоянию до Солнца мало) либо обстоятельств, имеющих место в теории планет, где исполь зуется незначительность масс планет по сравнению с массой Солнца  [c.73]

Теория составной ракеты (стр. 68— 74). Движение составной ракеты в воздухе (стр. 166—173). Метод подъема потолка ракеты путем предварительного снижения уровня старта (стр. 158—160). Метод определения расхода топлива при пересечении атмосферы ракетой, взлетающей вертикально (стр. 143—147). Максимум высоты подъема ракеты в функции начального запаса топлива (стр. 156— 157). Оптимальное давление в камере сгорания (стр. 157—158). Парадоксы 1) давления в камере сгорания 2) мертвого веса 3) массы топлива 4) повторных пусков двигателя (стр. 161—166). Формула мгновенного к.п.д. ракеты, движущейся в сопротивляющейся среде (стр. 65). Формула полного динамического к.п.д. для полезного груза ракеты (формула 84, стр. 66). Максимальная кинетическая энергия ракеты (стр. 67). Отношения между достигнутыми скоростями и пройденными путями в поле тяготения и в свободном пространстве для ракет с постоянным ускорением реактивной силы (формулы 272 и 273 на стр. 141). Метод проектирования стратосферной ракеты (стр. 154—156). Максимум количества движения истекающей из сопла газовой струи (стр. 78). Применение контурных коек для экипажа космического летательного аппарата с целью увеличения сопротивляемости организма перегрузке (стр. 42). Указатель пути (одограф), который в отличие от ранее предложенных для этой цели приборов (например, Обертом, Эно-Пельтри и др.), дает возможность отличить ускорение свободного падения от реактивного ускорения (стр. 97). Расчеты гелиоцентрических орбит, аналогичных орбитам искусственных планет Луна-1 , Пионер-4 , Пионер-5 , Ве-нера-1 , Рейнджер-3 , Марс-1  [c.210]


Что такое гравитация и как она работает, простыми словами

Люди с древности задумывались о том, какая сила притягивает предметы к Земле. Явление гравитации пытались объяснить такие великие умы, как Ньютон и Эйнштейн, но до сих пор оно остается не до конца изученным

Гравитация (от лат. gravis, «тяжелый») — это сила, которая притягивает два тела друг к другу. Все, что имеет материю, то есть все, к чему можно прикоснуться, имеет также гравитационное притяжение. Гравитация является одной из четырех фундаментальных сил во Вселенной наряду с электромагнетизмом, а также сильными и слабыми ядерными взаимодействиями. Хотя это самая слабая сила, она наиболее видима. Из-за работы гравитационной силы люди могут ходить по Земле, а планеты — вращаться по орбите вокруг Солнца.

Степень гравитации любого объекта пропорциональна его массе. Таким образом, объекты с большей массой имеют большую гравитацию. Поскольку Земля является самым крупным и ближайшим объектом вокруг, то все предметы и объекты притягивается к ней. Например, яблоки падают на землю, а не притягиваются, к примеру, к голове человека.

Луна притягивается к Земле как к объекту с большей массой (Фото: Shutterstock)

Расстояние также влияет на гравитацию. Чем дальше объект, тем гравитационное притяжение слабее.

Древние ученые, пытавшиеся описать мир, придумали собственные объяснения того, почему предметы падают на землю. Древнегреческий философ Аристотель утверждал, что объекты имеют естественную тенденцию двигаться к центру Вселенной, который, по его мнению, находился в середине Земли.

Однако поляк Николай Коперник в XVI веке понял, что траектории планет на небе определяются положением Солнца, которое и является центром Солнечной системы. Век спустя британский математик и физик Исаак Ньютон расширил идеи Коперника и пришел к выводу, что, поскольку Солнце притягивает планеты, все объекты притягиваются друг к другу.

В наши дни действующей теорией, описывающей гравитацию, является общая теория относительности Эйнштейна.

Классическая теория тяготения Ньютона

Английский физик Исаак Ньютон рассказывал, что идея о всемирном тяготении пришла ему в голову на прогулке. Он шел по яблоневому саду в поместье своих родителей и вдруг увидел Луну в дневном небе, а затем — как с ветки оторвалось и упало на землю яблоко. Ньютон к тому моменту уже работал над законами движения и понимал, что яблоко упало под воздействием гравитационного поля Земли. Он также знал, что Луна не занимает статичную позицию в небе, а вращается по орбите вокруг Земли, то есть, на нее воздействует какая-то сила, которая не дает спутнику улететь в космос. Физик понял, что, возможно, на яблоко и Луну действует одна и та же сила.

Предшественники Ньютона рассуждали иначе. Итальянский физик Галилео Галилей считал, что на Земле действует природное притяжение. Немецкий астроном Иоганн Кеплер полагал, что в небесных сферах действуют совсем иные законы движения, чем на Земле. Ньютон же объединил эти два типа гравитации в своем сознании.

Закон всемирного тяготения Ньютона, сформулированный им в 1687 году, гласит, что между любой парой тел во Вселенной действует сила взаимного притяжения. Он выражен математическим уравнением: если M и m — массы двух тел, а r — расстояние между ними, тогда сила F взаимного гравитационного притяжения между ними равна F = GMm/r², где G — гравитационная постоянная, равная силе, с которой действуют друг на друга тела с массами в 1 кг каждое, находясь на расстоянии в 1 метр друг от друга. Уравнение гласит, что сила (F) пропорциональна массам двух объектов, разделенным на квадрат расстояния между ними. Из него следует, что чем массивнее объекты, тем больше сила притяжения между ними, но чем дальше они друг от друга, тем слабее притяжение.

Закон гравитации Ньютона (Фото: praxilabs.com)

Действие закона распространяется на все без исключения физические материальные тела во Вселенной. Сила притяжения Земли у ее поверхности в равной мере воздействует на все материальные тела, находящиеся в любой точке земного шара. На каждого человека действует сила земного притяжения, которая ощущается как вес.

Закон всемирного тяготения Ньютона говорит, что не только Земля притягивает яблоко, но и яблоко притягивает Землю. Но огромная масса Земли означает, что требуется гораздо больше силы, чтобы сдвинуть ее на ощутимую величину, поэтому яблоко падает, а Земля остается практически неподвижной. То же самое верно и в более широком контексте. Каждый объект во Вселенной притягивает любой другой объект, и чем он ближе и массивнее, тем больше его гравитационная сила.

По Ньютону, сила притяжения действует на любых расстояниях и мгновенно. Однако самая большая скорость в мире — скорость света, а для преодоления больших расстояний свету нужно не мгновение, а несколько секунд и иногда даже лет.

Теория гравитации Эйнштейна

В 1798 году британский физик Генри Кавендиш провел один из первых в мире высокоточных экспериментов, чтобы попытаться точно определить значение G, гравитационной постоянной. 2. Чтобы получить точное значение, ученые должны разработать невероятно чувствительное оборудование.

Немецко-американский физик Альберт Эйнштейн произвел следующую революцию в нашем понимании гравитации. Его общая теория относительности показала, что гравитация возникает из-за искривления пространства-времени, а это означает, что даже лучи света, которые должны следовать этой кривизне, преломляются чрезвычайно массивными объектами. В рамках его теории гравитация рассматривается не как сила, которая действует на тела, но как искривление пространства и времени под действием массы и энергии.

Теории Эйнштейна использовались для предположений о существовании черных дыр — небесных объектов с такой большой массой, что даже свет не может выйти из-под их поверхности. Вблизи черной дыры закон всемирного тяготения Ньютона уже не может точно описать, как движутся объекты.

Теория, которую Эйнштейн опубликовал в 1915 году, расширила его специальную теорию относительности, которую ученый разработал за десятилетие до этого. Специальная теория относительности утверждала, что пространство и время неразрывно связаны, но эта теория не признавала существование гравитации.

В своей специальной теории относительности Эйнштейн определил, что законы физики одинаковы для всех наблюдателей, не движущихся с ускорением, и показал, что скорость света в вакууме одинакова независимо от скорости, с которой движется наблюдатель. В результате он обнаружил, что пространство и время переплетаются, и события, происходящие в одно и то же время для одного наблюдателя, могут происходить в разное время для другого.

Разрабатывая уравнения своей общей теории относительности, Эйнштейн понял, что массивные объекты вызывают искажение пространства-времени. Представьте, что вы устанавливаете большой объект в центре батута. Объект вдавливался в ткань, вызывая появление ямочек. Если затем попытаться катить шарик по краю батута, он будет двигаться по спирали внутрь к этому объекту.

Вращение тяжелого объекта, такого как Земля, должно скручивать и искажать пространство-время вокруг него. В 2004 году NASA запустило гравитационный зонд Gravity Probe B. По данным агентства, оси точно откалиброванных гироскопов спутника с течением времени очень незначительно дрейфовали, что соответствует теории Эйнштейна.

Эйнштейн предсказал, что такие события, как столкновение двух черных дыр, создают рябь в пространстве-времени, известную как гравитационные волны. А в 2016 году Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) объявила, что впервые определила такой сигнал. Гравитационная волна была вызвана столкновением двух черных дыр массой в 29 и 36 раз больше массы Солнца. После этого они слились в одну большую черную дыру. Это произошло, предположительно, 1,3 млрд лет назад.

Гравитационные волны, создаваемые двумя сталкивающимися черными дырами (Фото: Р. Хёрт / Caltech-JPL)

С тех пор LIGO и ее европейский аналог Virgo обнаружили в общей сложности 50 гравитационно-волновых событий.

Чему равна сила гравитации

Гравитационное поле Земли — это поле силы тяжести, которое образуется из-за силы тяготения Земли и центробежной силы, вызванной ее суточным вращением.

Сила тяжести на поверхности Земли варьируется от 9,780 м/с² на экваторе до 9,832 м/с² на полюсах. В приблизительных расчетах значение обычно принимают равным 9,81; 9,8 или 10 м/с². Однако оно учитывает только силу тяжести и не учитывает центробежную силу, возникающую за счет вращения Земли. При подъеме тела над поверхностью Земли значение уменьшается.

NASA в рамках проекта GRACE создало визуализацию гравитационных аномалий на Земле. Красным цветом показаны области, где гравитация сильнее, а синим — где она слабее стандартных значений (Фото: NASA)

Французские ученые утверждают, что различие в гравитационной постоянной в различных регионах нашей планеты зависит от величины напряженности магнитного поля Земли. Они предположили, что такое влияние может объясняться наличием дополнительных и скрытых для непосредственного наблюдения измерений пространства. Ученые подсчитали, что земное тяготение будет сильнее в тех местах, где сильнее магнитное поле. Таким образом, своих максимальных значений оно достигает в районах северного и южного магнитных полюсов. Они не совпадают с географическими полюсами. Так, северный магнитный полюс располагается в границах нынешней канадской Арктики, а южный лежит на краю Антарктиды.

Если принимать значение гравитации на Земле за единицу, то на Солнце оно будет равно 27,9, на Меркурии — 0,37, на Венере — 0,9, на Луне — 0,16, на Марсе — 0,37, на Юпитере — 2,6. Таким образом, если человек, который на Земле весит 60 кг, взвесится на Юпитере, то весы покажут 142 кг.

Космонавты на орбите также испытывают микрогравитацию. Они как бы бесконечно падают вместе с кораблем, в котором находятся.

Современное представление о гравитации

Научные исследования в области гравитации продолжаются. Теория относительности Эйнштейна объясняет некоторые аномалии в ньютоновской гравитации; однако открытия в атомной, ядерной физике и физике элементарных частиц показали, что ее нельзя отнести к взаимодействиям в квантовой физике. Проще говоря, эйнштейновская теория не работает в микромире. В связи с этим получило развитие направление «квантовой гравитации» или квантового описания гравитационного взаимодействия.

Однако теория квантовой гравитации пока не построена. Основная трудность заключается в том, что две физические теории, которые она пытается связать воедино, — квантовая механика и общая теория относительности — опираются на разные наборы принципов. Первая описывает временну́ю эволюцию физических систем (например, атомов или элементарных частиц) на фоне внешнего пространства-времени. Во второй внешнего пространства-времени вообще нет — оно само является динамической переменной в теории.

В квантовой гравитации развиваются два основных направления — это теория струн и петлевая квантовая гравитация. В первой теории вместо частиц и фонового пространства-времени выступают струны и их многомерные аналоги — браны.

Во второй делается попытка сформулировать квантовую теорию поля без привязки к пространственно-временному фону; пространство и время по этой теории состоят из дискретных частей. Это маленькие квантовые ячейки пространства, которые определенным способом соединены друг с другом, так что на малых масштабах времени и длины они создают дискретную структуру пространства, а в больших масштабах плавно переходят в непрерывное гладкое пространство-время. Предполагается, что именно петлевая квантовая гравитация может описать сам процесс взрыва, который предшествовал образованию Вселенной.

Сотрудники Университета штата Пенсильвания с 1980-х годов разрабатывают парадигму, основанную на представлении о петлевой квантовой гравитации. Она описывает все современные крупные структуры во Вселенной как квантовые флуктуации пространства-времени, имевшие место при рождении мира.

Существующая теория Большого взрыва, как уже говорилось, не объясняет, что было до зарождения Вселенной. Ученые из Пенсильвании придерживаются альтернативной гипотезы Большого отскока, согласно которой текущая расширяющаяся Вселенная возникла из распада предыдущей вселенной. Для описания этого состояния они объединили квантовую механику и теорию относительности. Авторы работы утверждают, что смогли описать космическое излучение, которое возникло непосредственно после зарождения Вселенной. Они заявили, что в эйнштейновскую ткань пространства-времени вплетены квантовые нити. Именно это в будущем может позволить объяснить, почему галактики и материя распространены во Вселенной неравномерно.

В 1990-х годах астрономы обнаружили, что расширение Вселенной ускоряется. Это противоречит предсказаниям общей теории относительности, согласно которой гравитация должна замедлять расширение. Чтобы объяснить это явление, космологи начали ссылаться на «темную энергию», силу, которая составляет почти три четверти материи и энергии во Вселенной и поэтому раздвигает ее. Но происхождение темной энергии по сей день остается загадкой. Некоторые исследователи пытаются объяснить ускорение расширения Вселенной без темной энергии, предполагая, что если общая теория относительности неверна, а гравитация ослабевает в космических масштабах. Но до сих пор никто не придумал способ проверить данную теорию.

Существует и такое понятие как антигравитация — предполагаемое противодействие, которое гасит или даже превышает гравитационное притяжение путем отталкивания.

Нынешний подход к антигравитации заключается в том, чтобы освободить объект от действия силы тяжести, чтобы он какое-то время не был подвержен гравитации. Например, полет человека в аэродинамической трубе обеспечивается за счет того, что силе тяжести противодействует поток воздуха.

Полет в аэротрубе (Фото: FlyStation)

Пока вопрос существования антигравитации как самостоятельного явления остается открытым, так как само явление гравитации только изучается.

Как преодолеть гравитацию

Чтобы преодолеть силу гравитации Земли, тело должно иметь скорость, равную 7,91 км/с. Это первая космическая скорость. Ее достаточно, чтобы объект двигался по орбите вокруг планеты. Чтобы вырваться из гравитационного поля Земли, космический корабль должен иметь скорость не менее 11,2 км/с. Это вторая космическая скорость. Чтобы выйти за гра­ни­цу сфе­ры зем­но­го при­тя­же­ния, которая заканчивается на рас­стоя­нии около 930 тыс. км от Зем­ли, ско­рость объ­ек­та долж­на со­став­лять около 16,6 км/с. Это третья космическая скорость.

Если бы не было гравитации

В соответствии с вышеприведенными законами физики на практике такая ситуация невозможна.

Бывший астронавт NASA, физик Джей Баки, отмечает, что наш организм адаптирован к силе земного притяжения. Когда сила тяжести почти исчезает (например, на борту МКС), организм начинает перестраиваться. За время миссий в космосе члены экипажей кораблей теряют костную массу и мышечный тонус, а также чувство равновесия.

Доктор Кевин Фонг добавляет, что количество эритроцитов в организме падает, что приводит к так называемой космической анемии. При этом раны заживают дольше, а также снижается иммунитет, наблюдаются проблемы со сном. Таким образом, в отсутствие гравитации мышцы, вестибулярный аппарат, сердце и кровеносные сосуды развивались бы иначе.

Астроном Карен Мастерс из Портсмутского университета в Великобритании предположил, что в отсутствие гравитации Земля начала бы вращаться с большой угловой скоростью как раскручиваемая над головой веревка. Таким образом, любые объекты на планете улетели бы прямо в космос, как и вода с атмосферой. Только укрепленные строения могли бы какое-то время держаться на поверхности Земли.

В конечном счете отсутствие гравитации разрушит саму планету. Земля развалится на части, которые разлетятся в разные стороны.

Похожий пример, но с Солнцем, приводит канал Discovery News в своем видео.

Что произойдет, если гравитации не станет

Без гравитации не осталось бы ни звезд, ни планет, а Вселенная стала бы смесью рассеянных атомов и молекул.

Возможна ли искусственная гравитация

Когда человек оказывается в космосе, далеко от гравитационных воздействий, испытываемых на поверхности Земли, он переживает невесомость. Хотя все массы Вселенной продолжат притягивать его, они продолжат притягивать и космический корабль, поэтому человек как бы «плавает» внутри него. В связи с этим возникает вопрос — как создать условия искусственной гравитации, при которых человек сможет не летать, а спокойно ходить по космическому кораблю?

Пока нужный эффект можно получить только через ускорение. В случае с космическим кораблем — заставить его вращаться. Тогда можно можно получить центробежную тягу, как на Земле. Но для путешествия в другую звездную систему придется ускорять корабль по пути туда и замедлять по прибытии обратно. Человеческий организм вряд ли сможет перенести такие нагрузки. Например, чтобы разогнаться до «импульсной скорости» как в фильме «Звездный путь», до нескольких процентов от скорости света, то пришлось бы выдержать ускорение в 4000 g (единиц ускорения, вызванного гравитацией) в течение часа. Это в 100 раз больше ускорения, которое предотвращает ток крови в теле человека. В Роскосмосе изучают идею встроенной центрифуги на борту корабля, в которую космонавты смогут периодически заходить, чтобы испытывать силу тяжести и снижать негативные последствия от пребывания в невесомости.

Кадр из фильма «Звездный путь» (Фото: YouTube)

Предполагалось, что искусственная гравитация возможна при отрицательной гравитационной массе, которая, как ожидалось, свойственна антиматерии. Однако Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) обнаружила, что инертная масса антипротона («зеркального отражения» протона, который отличается знаками всех характеристик физического взаимодействия) совпадает с массой протона. Если бы гравитация действовала на антипротоны как-то иначе, то физики заметили бы разницу. Получается, что действие гравитации на антипротоны и протоны совпадает. Кроме того, в ЦЕРН получили антиводород — первую стабильную форму антиматерии. Но ее изучают, и пока сдвигов в теории антиматерии нет.

Масса Луны, вес и другие различные факты

Естественный и единственный спутник Земли, Луна, после Солнца является вторым объектом по яркости. По величине она является пятым объектом Солнечной системы. Между центрами Луны и Земли среднее расстояние составляет 384467 км. Масса Луны соответствует значению 7,33*1022кг.

С древних времен люди предпринимали попытки описать и объяснить ее движение. Основу всех современных расчетов составляет теория Брауна, которая была создана на рубеже XIX – XX веков. Для определения точного движения этого небесного тела необходима была не только масса Луны. В расчет принимались многочисленные коэффициенты тригонометрических функций. Современной науке под силу проводить более точные расчеты.

Лазерная локация позволяет измерять размеры небесных объектов с ошибкой всего в несколько сантиметров. С ее помощью было установлено, что масса Луны значительно меньше, чем масса нашей планеты (в 81 раз), а радиус ее меньше в 37 раз. Долгое время с точностью определить эту величину не представлялось возможным, но запуск космических спутников позволил открыть новые перспективы. Известен интересный факт, что во времена Ньютона масса Луны определялась по величине вызываемого ею прилива.

Мы по-разному можем видеть освещенную поверхность этого спутника. Видимая часть диска, освещенного Солнцем, называется фазой. Всего существует четыре фазы: полностью темная поверхность Луны – новолуние, растущий лунный серп – первая четверть, освещенный полностью диск – полнолуние, освещенная половина со второй стороны – последняя четверть. Они выражаются в сотых и десятых долях единицы. Смена всех лунных фаз – синодический период, который представляет собой обращение Луны от фазы новолуния до последующего новолуния. Его называют еще синодическим месяцем, равным примерно 29,5 дням. За этот период времени Луна сможет пройти по орбите путь и дважды успеть побывать в одной и той же фазе. Сидерический период обращения, длящийся 27,3 дня, является полным оборотом Луны вокруг Земли.

Ошибочно распространено утверждение, что поверхность Луны мы видим с одной стороны и то, что она не вращается. Движения Луны происходят в виде вращения вокруг своей оси и обращения вокруг Земли и Солнца

Полный оборот вокруг собственной оси происходит за 27 земных суток 43 мин. и 7 часов. Обращение по эллиптической орбите вокруг Земли (один полный оборот) происходит за тоже время. На это оказывают влияние приливы в лунной коре, вызывающие приливы на Земле, происходящие под воздействием лунного притяжения.

Находясь на более далеком расстоянии от Луны, чем Земля, Солнце из-за своей огромной массы вдвое сильнее притягивает Луну, чем Земля. Земля искажает траекторию обращения Луны вокруг Солнца. По отношению к Солнцу ее траектория всегда вогнутая.

Луна не имеет атмосферы, небо над ней всегда черное. Из-за того, что звуковые волны не распространяются в вакууме, на этой планете царит полнейшая тишина. Под прямыми лучами Солнца температура в дневное время во много раз превышает точку кипения воды, а ночами достигает –150 С. Удельный вес Луны составляет единицу. Ее плотность всего в 3,3 р. больше воды. На ее поверхности есть огромные равнины, которые покрыты застывшей лавой, множество кратеров, образованных при падении астероидов. Сила гравитации уступает земному притяжению, а вес Луны меньше Земли, поэтому вес тела человека может уменьшиться в 6 раз при нахождении на Луне.

По радиоактивным веществам ученые определили примерный возраст Луны, который составляет 4,65 млрд. лет. По последней наиболее правдоподобной гипотезе, предполагается, что образование Луны произошло вследствие гигантского столкновения с молодой Землей огромного небесного тела. Согласно другой теории Земля и Луна были образованы независимо в совершенно различных частях Солнечной системы.

Информационный бюллетень

о Луне Информационный бюллетень о

Луне


Сравнение Луны и Земли


Массовые параметры

   
   Луна   
 
   Земля   
Соотношение
(Луна/Земля)
Масса (10 24 кг) 0,07346 5,9724 0,0123
Объем (10 10 км 3 ) 2.1968 108.321 0,0203
Экваториальный радиус (км) 1738. 1 6378.1 0,2725
Полярный радиус (км) 1736.0 6356.8 0,2731
Средний объемный радиус (км) 1737.4 6371.0 0,2727
Эллиптичность (сглаживание) 0,0012 0.00335 0,36
Средняя плотность (кг/м 3 ) 3344 5514 0,606
Сила тяжести на поверхности (м/с 2 ) 1,62 9,80 0,165
Поверхностное ускорение (м/с 2 ) 1,62 9,78 0,166
Скорость убегания (км/с) 2,38 11. 2 0,213
GM (x 10 6 км 3 2 ) 0,00490 0,39860 0,0123
Альбедо связи 0,11 0,306 0,360
Геометрическое альбедо 0,12 0,434 0,28
Магнитуда V-диапазона V(1,0) -0,08 -3.99
Солнечная радиация (Вт/м 2 ) 1361.0 1361.0 1.000
Температура черного тела (К) 270,4 254,0 1,065
Топографическая дальность (км) 13 20 0,650
Момент инерции (I/MR 2 ) 0,394 0. 3308 1.191
J 2 (x 10 -6 ) 202,7 1082,63 0,187

Параметры орбиты (для орбиты вокруг Земли)

   
   Луна   
Большая полуось (10 6 км) 0,3844
Перигей (10 6 км)* 0,3633
Апогей (10 6 км)* 0.4055
Период обращения (дни) 27.3217
Синодический период (дни) 29,53
Средняя орбитальная скорость (км/с) 1,022
Макс. орбитальная скорость (км/с) 1,082
Мин. орбитальная скорость (км/с) 0,970
Наклон к эклиптике (град) 5,145
Наклонение к экватору Земли (град) 18.28 — 28.58
Эксцентриситет орбиты 0,0549
Период звездного вращения (часы) 655.720
Наклонение к орбите (град) 6,68
Скорость удаления от Земли (см/год) 3,8
Средние значения в противостоянии с Землей
        Расстояние от Земли (экватор, км) 378 000
        Видимый диаметр (угловые секунды) 1896 г.
        Видимая визуальная величина -12.74

* Это средний апогей и перигей лунной орбиты,
и использовались для расчета максимальной и минимальной скоростей. 
Орбита меняется в течение года, поэтому расстояние
от Луны до Земли примерно колеблется от 357 000 км до 407 000 км,
давая скорости в диапазоне от 1,100 до 0,966 км/с.
 

Лунная атмосфера

Дневной диапазон температур (экватор): от 95 К до 390 К (от -290 F до +240 F)
Общая масса атмосферы: ~ 25 000 кг.
Приземное давление (ночь): 3 x 10  -15  бар (2 x 10  -12  торр)
Содержание на поверхности: 2 x 10  5  частиц/см  3 

Расчетный состав (ночь, частиц на кубический сантиметр):
    Гелий 4 ( 4  He) — 40 000; Неон 20 ( 20  Ne) — 40 000; Водород (H  2  ) - 35 000
    Аргон 40 ( 40  Ар) - 30000; Неон 22 ( 22  Ne) — 5000; Аргон 36 ( 36  Ар) - 2000
    Метан - 1000 ; Аммиак - 1000 ; Углекислый газ (CO  2  ) - 1000
    Следы кислорода (O  + ), алюминий (Al  + ), кремний (Si  + )
    Возможный фосфор (P  + ), натрий (Na  + ), магний (Mg  + )

Состав разреженной лунной атмосферы плохо изучен и изменчив. 
это оценки верхних пределов окружающей атмосферы в ночное время.
сочинение.Дневные уровни было трудно измерить из-за нагрева и
дегазация поверхностных экспериментов Аполлона.
 
Информацию о Земле см. Информационный бюллетень о Земле.
Если на этой странице не отображаются нижние или верхние индексы, например, если «Масса» указано в единицах «(1024 кг)» — вы можете проверить примечания к нижним и верхним индексам. Примечания к информационным бюллетеням — определения параметров, единиц измерения, примечания к нижним и верхним индексам и т. д. Планетарная таблица фактов — метрические единицы
Планетарная таблица фактов — У.С. единиц
Планетарная таблица фактов — Коэффициент заземления
Домашняя страница Луны
Справочник по другим планетарным информационным бюллетеням

Автор/куратор:
д-р Дэвид Р. Уильямс, [email protected]
NSSDCA, почтовый индекс 690.1
Центр космических полетов имени Годдарда НАСА
Greenbelt, MD 20771
+1-301-286-1258


Официальный представитель НАСА: Эд Грейзек, edwin.
[email protected]
Последнее обновление: 20 декабря 2021 г., DRW

Что случилось бы с Землей, если бы Луна была вдвое меньше?

Мы считаем Луну само собой разумеющимся, но Земля была бы совсем другим местом, если бы наш ближайший сосед достиг только половины своей нынешней массы, когда сформировал около 4.5 миллиардов лет назад в титаническом столкновении. На самом деле, мы можем даже не быть здесь, чтобы оценить это вообще.

Начнем с затмений. В результате одного из этих странных космических совпадений наша Луна сегодня расположена на правильном расстоянии между Землей и Солнцем, чтобы ее диаметр полностью закрывал Солнце во время полного солнечного затмения, следующее из которых произойдет в пятницу, 1 августа. [ см. ScientificAmerican.com специальный отчет о затмении ].

Но что было бы, если бы Луна увеличилась только до половины своей нынешней массы? Если предположить, что наша половинная луна состоит из камня такой же плотности, как и настоящая луна, она все равно будет на 80 процентов больше, чем полноразмерная версия (исходя из соотношения между объемом и радиусом сферы, которое вы узнали в классе). школа).

Большинство солнечных затмений являются «кольцевыми», что означает, что Луна лишь частично закрывает солнце и кажется обрамленным кольцом сияющего солнечного света. Кольцеобразные затмения случаются в среднем три-четыре раза в год; полные затмения происходят только один раз в год. При нынешнем расстоянии от Земли, если бы Луна составляла 80 процентов от своего нынешнего размера, не могло бы быть полных затмений — только кольцеобразных.

Менее массивная луна также вращалась бы ближе к Земле, чем настоящая. (Это означает, что полные затмения все еще могут происходить, хотя луна с половинной массой должна быть как минимум на 20 процентов ближе к Земле, чем настоящая Луна сейчас, или ближе — но для этого потребуется совпадение вдобавок к совпадению). настоящая Луна вращается на среднем расстоянии 238 600 миль (384 000 километров), но каждый год она смещается примерно на 1.на 6 дюймов (четыре сантиметра) дальше. Причина? Океанские приливы.

Гравитация Луны в сочетании с вальсом Земли и Луны вокруг их центра масс заставляет океаны принимать овальную форму с двумя одновременными приливами. Один прилив происходит на стороне Земли, обращенной к Луне, тогда как другой прилив находится прямо напротив, на другой стороне нашего мира. Поскольку Земля вращается так быстро по сравнению с орбитой Луны вокруг нас, наша планета тянет ближайший к Луне прилив немного впереди себя.

Гравитационное притяжение воды к отстающей луне придает ей энергию. Это заставляет его спираль немного расширяться наружу с каждым оборотом вокруг Земли. (Каждый лунный оборот занимает около 29,5 дней). Если бы масса Луны составляла половину ее массы, то океанские приливы были бы соответственно меньше и передавали бы ей меньше энергии. Учитывая меньшую массу Луны, это означает, что потребуется меньше энергии, чтобы оттолкнуть ее от Земли; однако оказывается, что прилив вдвое меньшего размера на самом деле будет содержать меньше воды, чем наш прилив, поэтому он будет иметь меньшую массу, чтобы влиять на орбиту полупинтовой луны.Таким образом, менее массивная луна, тем не менее, окажется ближе к Земле, чем настоящая.

Энергия, передаваемая Луне, исходит от вращения Земли, и чтобы компенсировать это, наша планета замедляется. Другими словами, дни становятся длиннее. Геологи считают, что изначально земные сутки длились от пяти до шести часов. Если бы Луна была менее массивной, создавая тем самым меньшее сопротивление Земле, наша планета не замедлилась бы так сильно. День будет длиться, наверное, 15 часов.

Более слабые приливы (полумесяца) также вызвали бы меньшую эрозию земных массивов за последние несколько миллиардов лет, и береговые линии континентов, вероятно, выглядели бы из-за этого совсем иначе.Меньшее количество почвы и минералов, вымываемых с суши в океан, могло также оказать сильное влияние на зарождение жизни. Некоторые органические (на основе углерода) соединения, которые, как считается, зародили жизнь, возможно, не попали в первичный бульон ранних океанов, которые также меньше смешивались благодаря уменьшению приливов.

Если предположить, что жизнь все же возникла, ей пришлось бы бороться с более частыми ледниковыми периодами, а также с более экстремальными потеплениями. Большие луны стабилизируют планеты. Марс, у которого есть только две крошечные луны, сильно качается вокруг своей оси, и в результате у него более сильные климатические колебания и сезонные изменения температуры, чем у Земли.Без полной массы Луны, которая удерживает нас, жизнь на Земле могла бы испытать более сильные сезонные колебания.

Перспективы жизни были бы туманными — в буквальном смысле. Меньшая луна означает меньше рассеянного солнечного света ночью — вот и весь лунный свет — что означало бы более темные ночи. Какие бы формы жизни ни развились на этой измененной Земле, у них должны были развиться более крупные или более чувствительные глаза, чтобы помочь им ориентироваться, добывать пищу и размножаться ночью в этом ослабленном сиянии.

Нил Ф.Коминс является автором нескольких книг, в том числе « Что, если бы Луны не существовало?»: Путешествия на Земли, которые могли бы быть; Небесные ошибки: неправильные представления о реальной природе Вселенной; и Опасности космических путешествий: Путеводитель для туристов. Он преподает астрономию в Университете штата Мэн в Ороно и, несмотря на свое очарование Луной, клянется, что не сумасшедший.

 

Какая загадочная масса на Луне? | Космос

Бассейн Южный полюс-Эйткен (обведен контуром) на обратной стороне Луны.Необычная масса находится под поверхностью в этой области. Изображение через НАСА.

Что скрывается под самым большим кратером на Луне Земли (фактически самым большим кратером в нашей Солнечной системе)? Это то, что ученые хотели выяснить после того, как была обнаружена необычно большая масса материала, скрывающаяся под лунным бассейном Южный полюс-Эйткен. По словам Питера Б. Джеймса, доцента планетарной геофизики Колледжа искусств и наук Университета Бейлора, это тоже масс :

.

Представьте себе, что вы берете груду металла в пять раз больше, чем Большой Гавайский остров, и закапываете ее под землю.Примерно столько неожиданной массы мы обнаружили.

Интригующие рецензируемые результаты были впервые опубликованы 15 апреля 2019 года в номере журнала Geophysical Research Letters . Из реферата:

Бассейн Южный полюс-Эйткен представляет собой гигантскую ударную структуру на обратной стороне Луны, внутренний край которой простирается примерно на 2000 километров [1200 миль] по длинной оси. Структура и история этого бассейна освещаются гравитационными и топографическими данными, которые ограничивают подповерхностное распределение массы.Эти данные указывают на существование большого избытка массы в мантии Луны под Южным полюсом и впадиной Эйткен. Эта аномалия… вероятно, простирается на глубину более 300 км [около 200 миль].

Карта обратной стороны Луны в искусственных цветах, показывающая расположение необычного массивного подповерхностного месторождения под бассейном Южный полюс-Эйткен. Изображение предоставлено Центром космических полетов имени Годдарда НАСА/Университетом Аризоны/Университетом Бейлора.

Так что же это за загадочная масса?

Скорее всего, это какой-то металл, учитывая его плотность и тот факт, что он утяжеляет дно кратера более чем на полмили (0. 8 км). Столкновение с древним астероидом было бы логичным решением. Компьютерное моделирование столкновений крупных астероидов предполагает, что при правильных условиях железо-никелевое ядро ​​астероида может застрять в верхней мантии Луны (слое между лунной корой и ядром) во время столкновения. воздействие, создавшее бассейн Южный полюс-Эйткен.

Исследователи проанализировали данные с космического корабля, использовавшегося в миссии НАСА «Лаборатория восстановления гравитации и внутренних дел» (GRAIL), чтобы измерить очень небольшие изменения гравитации вокруг Луны.Как объяснил Джеймс:

Когда мы объединили это с данными лунной топографии с Лунного разведывательного орбитального аппарата (LRO), мы обнаружили неожиданно большое количество массы в сотнях миль под бассейном Южный полюс-Эйткен. Одно из объяснений этой дополнительной массы состоит в том, что металл астероида, сформировавшего этот кратер, все еще находится в мантии Луны. Мы подсчитали и показали, что достаточно рассредоточенное ядро ​​астероида, совершившего столкновение, может оставаться в мантии Луны до сегодняшнего дня, а не опускаться в ядро ​​Луны.

По оценкам, бассейн Южный полюс-Эйткен образовался около 4 миллиардов лет назад. В то время Солнечная система была очень хаотичным местом, и столкновения между каменными и металлическими телами, такими как астероиды, и молодые протопланеты — зародыши планет — происходили довольно регулярно. Таким образом, кажется вполне возможным, что именно так туда попала плотная подповерхностная масса Луны.

Другая правдоподобная теория, однако, заключается в том, что масса может быть концентрацией плотных оксидов, связанных с последней стадией затвердевания лунного магматического океана.Предполагается, что на Луне когда-то был своего рода океан — не из воды, а из магмы или расплавленной породы, — который затем остыл и затвердел. При этом оксиды могли осаждаться в этой области, образуя большую массу.

Эти ученые говорят, что столкновение с астероидом по-прежнему является ведущей гипотезой, однако Джеймс назвал бассейн Южного полюса и Эйткена одной из лучших естественных лабораторий для изучения катастрофических столкновений в ранней Солнечной системе.

Топографическая карта бассейна Южный полюс-Эйткен на Луне.Изображение через Центр космических полетов Годдарда.

Базис Южный полюс-Эйткен является крупнейшим известным кратером в Солнечной системе. Измеряемый от внешнего края до внешнего края, он составляет около 1600 миль (2500 км) в диаметре и 8,1 мили (13 км) в глубину. Он был назван в честь двух объектов на противоположных сторонах бассейна: кратера Эйткен на северном конце и лунного южного полюса на другом конце. Существование бассейна предполагалось с 1962 года на основании данных орбитальных аппаратов «Луна-3» и «Зонд-3», но не было подтверждено до середины 1960-х годов программой «Лунный орбитальный аппарат».

3 января 2019 года китайский космический корабль «Чанъэ-4» приземлился в этом бассейне, в меньшем и более молодом кратере фон Карман. Это был первый случай, когда космический корабль приземлился на обратной стороне Луны. Он изучил образцы материала, которые, как считается, пришли из более глубоких слоев мантии Луны, выкопанных во время удара, образовавшего кратер. Это уникальная возможность детально изучить не только кратер, но и небольшую часть более крупной котловины.

Питер Б.Джеймс через Университет Бейлора.

Итог: Массивные плотные отложения под самым большим кратером на Луне — очень интересное открытие, и, возможно, это металл, оставшийся после падения огромного астероида 4 миллиарда лет назад.

Источник: Глубинная структура лунного Южного полюса — бассейн Эйткен

Через Университет Бейлора

Пол Скотт Андерсон
Просмотр статей
Об авторе:

У Пола Скотта Андерсона страсть к исследованию космоса началась еще в детстве, когда он посмотрел «Космос» Карла Сагана.В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука. В 2011 году он начал писать о космосе на фрилансе, а сейчас пишет для AmericaSpace и Futurism (часть Vocal). Он также писал для Universe Today и SpaceFlight Insider, публиковался в The Mars Quarterly и писал дополнительные статьи для известного iOS-приложения Exoplanet для iPhone и iPad.

Факты о Луне

Как образовалась Луна? Почему мы всегда видим только одну сторону? Почему лунный день длится один земной месяц? Прокрутите вниз, чтобы найти ответы и другие факты о нашей Луне.

• Как образовалась луна? Согласно теории «гигантского удара», у молодой Земли года не было луны. В какой-то момент ранней истории Земли планета-изгой, крупнее Марса, нанесла ей сильный скользящий удар. Мгновенно большая часть тела бродяги и значительный кусок Земли испарились.Облако поднялось на высоту более 13 700 миль (22 000 километров), где оно сконденсировалось в бесчисленные твердые частицы, которые вращались вокруг Земли, объединяясь в 90 497 более крупных спутников, которые в конечном итоге объединили 90 498, чтобы сформировать Луну.

• Измеряя возраст лунных пород, мы знаем, что Луне около 4,6 миллиарда лет, или примерно того же возраста, что и Земле .

• Расстояние между Землей и ее Луной составляет в среднем около 238 900 миль (384 000 километров).Диаметр Луны составляет 2160 миль (3476 километров). Масса Луны — количество материала , из которого состоит Луна — составляет примерно одной восьмидесятой массы Земли .

• Поскольку сила тяжести на поверхности объекта является результатом массы и размера объекта, поверхностная гравитация Луны составляет лишь одну шестую земной. Сила гравитации, действующая на человека, определяет его вес. Даже если ваша масса будет одинаковой на Земле и на Луне, если вы весите 132 фунта (60 кг) на Земле, вы будете весить около 22 фунтов (10 кг) на Луне.

Сколько лет Вселенной и как она возникла? На протяжении всей истории бесчисленные мифы и научные теории пытались объяснить происхождение Вселенной. Наиболее широко принятое объяснение — теория большого взрыва. Узнайте о взрыве, с которого все началось, и о том, как Вселенная выросла из размера атома, чтобы охватить все, что существует сегодня.

• Вращение Луны — время, необходимое для одного оборота вокруг своей оси, — занимает столько же времени, сколько Луне требуется для совершения одного оборота вокруг Земли, около 27.3 дня. Это означает, что вращение Луны синхронизировано таким образом, что Луна всегда показывает одно и то же лицо Земле. Одно полушарие всегда обращено к нам, а другое всегда обращено в сторону. Обратная сторона Луны (также известная как темная сторона) была сфотографирована только с космического корабля.

• Форма луны меняется в повторяющемся цикле, если смотреть с Земли, потому что количество освещенной луны, которую мы видим, меняется в зависимости от положения луны по отношению к земле и солнцу.Мы видим полную луну, когда солнце находится прямо позади нас, освещая полную полусферу луны, когда она находится прямо перед нами. Новолуние, когда Луна затемнена, происходит, когда Луна находится почти прямо между Землей и Солнцем — солнечный свет освещает только дальнюю сторону Луны (сторону, которую мы не можем видеть с Земли).

• Луна вращается вокруг Земли со средней скоростью 2300 миль в час (3700 километров в час).

• Притяжение Луны к Земле является основной причиной приливов и отливов океана.Гравитационное притяжение Луны вызывает две выпуклости воды в земных океанах: одно там, где океанские воды обращены к Луне, и притяжение сильнее, а другое, где океанские воды обращены в сторону от Луны, и притяжение слабее. Обе выпуклости вызывают высокие приливы. Это приливы. По мере вращения Земли выпуклости движутся вокруг нее, одна всегда обращена к Луне, другая прямо напротив. Объединение сил гравитации, вращения Земли и других факторов обычно вызывает два прилива и два отлива каждый день.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1 / 8

1 / 8

Командир миссии «Аполлон-17» Юджин Сернан проверяет луноход (LRV) на посадочной площадке Таурус-Литтроу в декабре 1972 года. LRV, также называемые лунными багги, электрические. аппараты, предназначенные для расширения диапазона исследований астронавтов на поверхности Луны с низкой гравитацией. Восточная оконечность Южного массива Луны возвышается на заднем плане справа.

Лунный багги

Командир миссии «Аполлон-17» Юджин Сернан проверяет луноход (LRV) на посадочной площадке Таурус-Литтроу в декабре 1972 года. на поверхности Луны с низкой гравитацией. Восточная оконечность Южного массива Луны возвышается на заднем плане справа.

Фотография предоставлена ​​НАСА.

• Безвоздушная лунная поверхность выпекает на солнце при температуре до 243 градусов по Фаренгейту (117 градусов по Цельсию) в течение двух недель (лунный день длится около месяца).Затем столько же времени то же самое пятно находится в темноте. Темная сторона охлаждается примерно до -272 градусов по Фаренгейту (-169 градусов по Цельсию).

• Камни и почва, привезенные миссиями Аполлона, очень сухие ; на Луне нет родной воды. Однако Луну бомбардируют наполненные водой кометы и метеороиды. Большая часть этой воды уходит в космос, но часть остается в постоянно затененных областях вблизи обоих полюсов Луны.

• Для невооруженного глаза яркие лунные нагорья и темная мария (лат. «моря») составляют «человека на Луне». Телескоп показывает, что они состоят из множества круглых ударных элементов — шрамов, оставленных объектами, которые давным-давно столкнулись с луной. Самые большие шрамы — это ударные впадины, достигающие примерно 1500 миль (2500 километров) в поперечнике. были залиты лавой через некоторое время после титанических столкновений, которые их образовали.Темные потоки лавы — это то, что глаз распознает как марию.

• На Луне нет гор, подобных Гималаям, образовавшихся в результате столкновения одной тектонической плиты в другой.На Луне нет дрейфа континентов. Повсюду Луна покрыта скалистыми обломками, образовавшимися в результате постоянных бомбардировок метеороидами, астероидами и кометами.

• На Луне никогда не находили сыр.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

1 / 11

1 / 11

полная луна, снятый в 2005 году членом экипажа Луна с Международной космической станции

Полная луна, снятая в 2005 году членом экипажа Международной космической станции, катится по темно-синей стратосфере Земли.

Фотография предоставлена ​​НАСА

Взвешивание Луны

Взвешивание Луны

 

Как бы мы поступили определение массы Луны? Самый прямой способ определения массы астрономического тела исследует радиус и период спутника в вращаться вокруг этого тела. К счастью, у Луны есть естественный спутник, а именно Земля. На самом деле оба тела вращаются вокруг своего общего центра масс, что примерно в 4670 км от центра Земли, т.е.д., около 3/4 Земной радиус.

 

Земля и Луна одновременно вращаться вокруг этой точки каждые 27,3 дня, поскольку точка вращается вокруг Солнце. Это «колебание» орбиты Земли вызывает такие близлежащие объекты, как как Солнце и планеты, чтобы показать периодическое изменение их ожидаемого долготы, и это изменение нетрудно обнаружить при внимательном измерения. Возможно, это даже было замечено в древние времена.Так или иначе, эти колебания наблюдаемых долгот были основой наших лучших оценок масса Луны, вплоть до миссии Ranger 5 на лунную орбиту в 1962 году.

 

Если R e и R m — расстояния Земли и Луны соответственно от их общего центр масс, и если M e и M m — их массы, то у нас явно есть

 

 

Так как мы знаем расстояние между центром Земли и центром Луны около 384 400 км от измерения параллакса (поскольку вращение Земли уводит нас с одной точки зрения указывают на другую относительно Луны каждый день) и «колебание» Земля находится примерно в 4670 км от наблюдаемых колебаний солнечной долготы, из этого следует что масса Луны составляет около 4670/(384400 4670) = 1/81. в 3 раза больше масса Земли. Также мы можем оценить массу Земли из уравнения

 

 

, где T — период 27,3 дней, а гравитационная постоянная G определяется из обычных земных измерения. Если принять значения G = (6,67)10 11 Нм 2 /кг 2 , Т = (2.358)10 6 сек и R м = (3,797)10 8 метров, R e = (4,670)10 6 это дает

 

 

и так

 

, что почти совпадает. Из Конечно, все это зависит от точности нашего параллакса и долготы. измерений, но люди, которые обращают пристальное внимание на небо, смогли делать удивительно точные наблюдения такого рода еще в древности. время, отмечая такие вещи, как случайные очевидные ретроградные движения некоторых планеты, прецессия равноденствий и так далее.

 

Как ни странно, хотя Исаак Ньютон прекрасно знал, что Земля и Луна вращаются вокруг их общий центр тяжести, он, очевидно, не замечал никакого параллакса наблюдения из-за этого движения, поэтому он не мог использовать этот метод для оценки масса Луны.Вместо этого он полагался на относительную величину приливы в океанах Земли, вызванные Солнцем и Луной. Обратите внимание, что сила одинаковая величина, примененная ко всем различным частям протяженного объекта, будет не искажать форму объектов, потому что каждая часть объект будет ускоряться одинаково в тандеме. Приливный эффект (т. склонность объекта деформироваться в эллипс) пропорциональна разность сил, приложенных к ближней и дальней сторонам тела.Таким образом, приливные эффекты пропорциональны производной обратного квадрата сила, которая дает эффект обратного куба, поскольку d(r −2 )/dr = −2r −3 . Судя по наблюдаемой высоте приливов, когда Солнце и Луна выровнены по сравнению с тем, когда они находятся в оппозиции, и зная отношения расстояний, Ньютон оценил (в следствиях к Предложение 37 в Книге 3), что масса Луны составляет около 1/40 массы Земли. массы, поэтому его оценка была завышена в 2 раза.(Как отмечалось выше, реальное отношение масс составляет около 1/81.) Проблема в том, что высота приливов рядом с различными массивами суши является сложной функцией множества различных факторов. и резонансные эффекты, поэтому его нельзя использовать для простой оценки приливные силы. По иронии судьбы, переоценка Ньютоном массы Луны подразумевала что центр масс системы Земля-Луна находился вне Земли, поэтому эффект параллакса был бы еще заметнее, но он никогда не кажется чтобы рассмотреть это.

 

Возврат в главное меню MathPages

Огромная загадочная масса обнаружена под самым большим кратером Луны

Исследователи обнаружили что-то массивное, скрывающееся под обратной стороной Луны: загадочный сгусток, масса которого похожа на груду металла, в пять раз превышающую размер Большого Гавайского острова .

Структура, описанная в недавнем исследовании, опубликованном в Geophysical Research Letters , находится на глубине не менее 180 миль под бассейном Южный полюс-Эйткен — колоссальный кратер, пробившийся в лунный ландшафт миллиарды лет назад, когда поверхность Луны изначально была расплавленной. остыл ровно настолько, чтобы удары оставили неизгладимый след.

Команда обнаружила аномальную каплю, соединив данные миссии НАСА по восстановлению гравитации и внутренних дел, или GRAIL, с топографией лунного разведывательного орбитального аппарата. Эти данные помогли им уточнить прошлые расчеты толщины коры кратера и плотности мантии, выявив странный подземный избыток массы.

Капля, вероятно, связана с образованием кратера и может быть остатками металлического ядра древнего ударника, говорит соавтор исследования Питер Джеймс из Университета Бейлора.Хотя избыточная масса не сразу заметна с поверхности, она, похоже, оказывает значительное влияние, затягивая лунный ландшафт в любопытную яйцевидную впадину, которая находится более чем на полмили ниже дна окружающего кратера. как центральная депрессия.

«Это отличный результат, — говорит Даниэль Мориарти, лунный геолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Это действительно дает нам представление о том, что происходит внутри Луны».

На этом изображении в искусственных цветах показана топография обратной стороны Луны с максимумами в теплых тонах и минимумами в холодных тонах.Пунктирная окружность указывает на зону избыточной массы под бассейном Южный полюс-Эйткен.

Изображение НАСА/Центра космических полетов имени Годдарда/Университета Аризоны

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

В прошлом кратер Южный полюс-Эйткен вызывал большой интерес как из-за состава его поверхности, так и из-за его размера. (Узнайте больше о странных камнях, найденных в бассейне Южный полюс-Эйткен, которые, возможно, произошли из глубины Луны.)

«Это самый большой сохранившийся кратер, известный нам в Солнечной системе, — говорит Джеймс.Открытие нечетной массы только добавляет интриги, тем более что кратер и близлежащий лунный южный полюс являются потенциальными целями для нескольких будущих миссий на Луну.

Ученые уже рвутся изучать массу. Такие усилия могли бы помочь разгадать историю монументального удара, создавшего кратер, и дополнить важные детали в нашем понимании того, как наш спутник Луны и другие небесные тела растут с течением времени.

«Как специалист по моделированию ударов, это очень увлекательно», — говорит Брэндон Джонсон, планетолог из Университета Брауна, не участвовавший в новом исследовании. «Я не могу дождаться, когда, возможно, начну работать над этим».

Большое открытие

Два космических корабля миссии GRAIL, получившие название «Приливы и отливы», были запущены в 2011 году и почти год вращались вокруг Луны, точно фиксируя изменения в лунном гравитационном поле. Используя эти данные, команда GRAIL построила гравитационную карту нашего лунного компаньона с самым высоким разрешением.

Из чего состоит Луна и как она образовалась? Узнайте о бурном происхождении Луны, о том, как ее фазы сформировали самые ранние календари, и как люди впервые исследовали единственный естественный спутник Земли полвека назад.

Данные дают приблизительное представление о том, что происходит как на поверхности, так и под землей. Чем больше масса, например, более высокая топография или более плотные породы, тем сильнее гравитация. Эти карты подчеркивают поразительную разницу между большинством крупных лунных кратеров и бассейном Южный полюс-Эйткен.

В других крупных кратерах есть то, что известно как масконы, сокращение от массовой концентрации. Обнаруженные в 1968 году учеными из Лаборатории реактивного движения НАСА, масконы отображаются на картах гравитации как яблочки — центральный круг сильной гравитации, окруженный кольцом слабой гравитации, а затем еще одним кольцом более сильной гравитации.Это явление является следствием того, как кора с низкой плотностью и мантия с высокой плотностью приспосабливаются после удара.

Но бассейн Южный полюс-Эйткен не имеет такой закономерности. Поэтому, чтобы выяснить, что происходит под поверхностью, ученые обратились к расчетам, создав модель, используя новые предположения о действующих силах, которые более точно отражают естественную систему. В результате была обнаружена большая зона плотного материала, которая находится в верхней мантии спутника.

Основная реликвия?

Команда предлагает две возможности объяснения подземной массы.Во-первых, это могли быть остатки плотных оксидов, образовавшихся на последних стадиях остывания, когда Луна была покрыта древними магматическими океанами. Но механизма, позволяющего точно объяснить образование такого слоя именно под котловиной, у исследователей нет.

«Почему он должен быть именно там?» — спрашивает Джеймс.

Вместо этого масса могла исходить от древнего импактора, утверждает команда. Космическая порода, сформировавшая гигантский бассейн Луны, вероятно, была достаточно большой, чтобы разделить на разные слои при первом формировании, так что, как и многие современные планеты, она имела плотное металлическое ядро ​​и каменистые внешние слои.

В роковой день столкновения энергия удара высекла на Луне глубокий чашеобразный кратер, внутри которого раздробило металлическое ядро ​​ударника. Но первоначальная дыра не просуществовала долго, и ямка на Луне частично заполнилась расплавленной породой. Внутри него остались расплавленные следы ядра древнего импактора.

«Я бы поставил на это», — говорит Джеймс.

«Это действительно убедительно, что там что-то есть», — говорит Джонсон, соглашаясь с тем, что реликвия ядра является вероятным объяснением. «Все время, пока я читал [исследование], я думал обо всех различных способах, которыми мы можем проследить и попытаться лучше понять, что вызывает эту массовую аномалию, которую они обнаружили». Чтобы обнаружить загадочную каплю, новое исследование проследило границу внутреннего края бассейна, показав, что ученые ранее недооценивали размер кратера, что является потенциально важной находкой, поскольку НАСА и другие готовятся отправить миссии в бассейн и близлежащий лунный южный полюс.Последние исследователи, наметившие эти пределы, использовали данные миссии «Клементина», в которой был пробел около южной границы бассейна. Однако в последней работе использовались более полные данные LRO и GRAIL, которые показали, что кратер примерно на 40 миль больше, чем считалось ранее.

В целом, работа усугубляет любопытство, уже окружающее бассейн Южный полюс-Эйткен.

«Это так загадочно», — говорит Сара Мазруи из Центра планетарных наук и исследований Западного университета, которая не участвовала в работе. И, улучшая наше понимание этой структуры, ученые надеются лучше понять формирование тел во всей нашей небесной семье.

«Каждая планета в нашей Солнечной системе была образована маленькими вещами, сталкивающимися друг с другом и в конечном итоге образующими более крупные объекты», — говорит Мориарти.

На Земле вечный вихрь тектоники плит неуклонно стирает древнюю поверхность планеты и ее записи о ранних ударах. Но Луна, все еще имеющая поверхность, которой миллиарды лет, служит невероятным свидетельством того, что произошло, когда наша Солнечная система была еще младенцем, включая драматические события, которые сформировали один из крупнейших известных ударных бассейнов в нашем космическом соседстве.(Узнайте, почему теперь ученые считают, что на Луне все еще может быть какая-то тектоническая активность.)

«Мы так многого не понимаем о точном процессе, который ее сформировал», — говорит Мориарти о бассейне Южный полюс-Эйткен. «Это огромная, огромная, огромная область текущих исследований».

Массовая аномалия обнаружена под самым большим кратером Луны | СМИ и связи с общественностью

Discovery может содержать металл после крушения астероида, говорит исследователь из Университета Бейлора

Контактное лицо для СМИ: Терри Гудрич, 254-710-3321
Следите за новостями Baylor Media Communications в Твиттере: @BaylorUMedia

Уэйко, Техас (10 июня 2019 г.) — Под самым большим кратером в нашей Солнечной системе — впадиной Южный полюс Луны — Эйткен — обнаружена загадочная большая масса материала, которая может содержать металл астероида, врезавшегося в Луну и образовавшего кратер, согласно исследованию Университета Бэйлора.

«Представьте, что вы берете груду металла в пять раз больше, чем Большой Гавайский остров, и закапываете ее под землю. Примерно столько мы обнаружили неожиданной массы», — сказал ведущий автор Питер Б. Джеймс, доктор философии, доцент планетарной геофизики в Бейлорском колледже искусств и наук.

Сам кратер имеет овальную форму, его ширина достигает 2000 километров (примерно расстояние между Уэйко, штат Техас, и Вашингтоном, округ Колумбия), а его глубина составляет несколько миль. Несмотря на свой размер, его нельзя увидеть с Земли, потому что он находится на обратной стороне Луны.

Исследование — «Глубинная структура лунного Южного полюса — бассейн Эйткен» — опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Чтобы измерить тонкие изменения в силе гравитации вокруг Луны, исследователи проанализировали данные с космических аппаратов, используемых в миссии Лаборатории восстановления гравитации и внутреннего пространства (GRAIL) Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА).

«Когда мы объединили это с данными лунной топографии с лунного разведывательного орбитального аппарата, мы обнаружили неожиданно большое количество массы в сотнях миль под бассейном Южный полюс-Эйткен», — сказал Джеймс. «Одно из объяснений этой дополнительной массы заключается в том, что металл астероида, образовавшего этот кратер, все еще находится в мантии Луны».

По его словам, плотная масса — «что бы это ни было, откуда бы оно ни взялось» — давит на дно бассейна более чем на полмили. Компьютерное моделирование столкновений крупных астероидов предполагает, что при правильных условиях железо-никелевое ядро ​​астероида может быть рассеяно в верхней мантии (слое между лунной корой и ядром) во время удара.

«Мы провели расчеты и показали, что достаточно рассредоточенное ядро ​​астероида, совершившего столкновение, может оставаться подвешенным в мантии Луны до сегодняшнего дня, а не опускаться к ядру Луны», — сказал Джеймс.

Другая возможность состоит в том, что большая масса может быть концентрацией плотных оксидов, связанных с последней стадией затвердевания лунного магматического океана.

Джеймс сказал, что бассейн Южный полюс-Эйткен, который, как считается, был создан около 4 миллиардов лет назад, является крупнейшим сохранившимся кратером в Солнечной системе. Хотя более крупные столкновения могли происходить по всей Солнечной системе, в том числе на Земле, большинство их следов было утеряно.

Джеймс назвал бассейн «одной из лучших естественных лабораторий для изучения катастрофических столкновений, древнего процесса, сформировавшего все скалистые планеты и луны, которые мы видим сегодня».

*Это исследование проводилось при поддержке научной группы NASA Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL).

Соисследователями были Дэвид Э.Смит, доктор философии, главный исследователь лазерного высотомера Lunar Orbiter на борту Lunar Reconnaissance Orbiter; Пол К. Бирн, доктор философии, Государственный университет Северной Каролины; Джордан Д. Кендалл, доктор философии, Центр космических полетов имени Годдарда; Х. Джей Мелош, доктор философии, Университет Пердью; и Мария Т. Зубер, доктор философии, главный исследователь GRAIL.

О ПИТЕРЕ Б. ДЖЕЙМСЕ

Питер Б. Джеймс, доктор философии, работал в научной группе трех миссий НАСА: Лунный разведывательный орбитальный аппарат (LRO), Лаборатория восстановления гравитации и внутренней среды (GRAIL) и MERcury Surface, Space Environment, GEochemistry и Ranging. (ПОСЫЛНИК) миссия.Он является основателем Планетарной исследовательской группы Университета Бейлора, , которая в настоящее время сотрудничает с Центром космических полетов имени Годдарда для изучения свойств коры и литосферы Меркурия. Доктор Джеймс специализируется на использовании данных космических аппаратов для изучения корок и мантий планет и лун в нашей Солнечной системе. Он получил докторскую степень. из Массачусетского технологического института.

ОБ УНИВЕРСИТЕТЕ БЕЙЛОР

Университет Бейлора является частным христианским университетом и исследовательским учреждением национального уровня.Университет представляет собой динамичное кампусное сообщество для более чем 17 000 студентов, сочетая междисциплинарные исследования с международной репутацией превосходного образования и приверженностью преподавателей преподаванию и стипендиям. Учрежденный в 1845 году Республикой Техас благодаря усилиям баптистских пионеров, Бэйлор является старейшим постоянно действующим университетом в Техасе.