Обратная сторона Луны
Обратная сторона Луны – это часть поверхности ближайшего к нам небесного тела, которая не видна с Земли. Поскольку период вращения природного спутника вокруг нашей планеты и вращения его вокруг оси практически совпадают, мы можем видеть лишь одно лунное полушарие.
Почему Луна имеет обратную и видимую сторону
Это объясняется тем, что Земля по отношению к Луне является очень массивной. Из-за этого планета действует на спутник посредством приливных сил. Приливные силы приводят к тому более мелкое тело постепенно уменьшает скорость вращения. Луна также влияет на Землю, но это влияние намного меньше (соответственно массе). Примерно 4,5 миллиарда лет назад спутник подвергся так называемому приливному захвату.
Астрономы предполагают, что изначально Луна вращалась значительно быстрее собственной оси. Однако со временем притяжение нашей планеты оказало большое влияние на этот процесс и синхронизировало вращение вокруг оси с периодом обращения.
Примечательно, что Луна тоже воздействует на Землю, замедляя её вращение и увеличивая длительность суток примерно на 1 секунду на протяжении 3 тысяч лет.
В процессе притяжения на Земле бывают океанские приливы. Они вызывают постепенную потерю кинетической энергии. Из-за этого природный спутник удаляется от нас со скоростью примерно 38 мм в год.
Что такое либрация
Вращение Луны вокруг своей оси и вокруг нашей планеты не совпадают. Природный спутник обращается вокруг своей планеты с изменяющейся скоростью из-за эксцентриситета орбиты. Из-за этого вблизи наиболее близкой точки она движется быстрее, а вблизи наиболее удалённой точки – медленнее. В то же время земной спутник обращается вокруг оси равномерно. Таким образом, обратная сторона Луны может быть наблюдаемой с Земли. Наблюдатель может видеть лунные края благодаря либрации по долготе.
Существует также либрация и по широте. Один раз в месяц обратная сторона Луны становится видимой с северного края. Через полмесяца это же явление можно наблюдать с южной стороны. Поэтому обратная сторона Луны скрывается от нас только на 41%.
Лунные либрации
Как исследовалась обратная сторона
Первоначально люди не знали, что находится на обратной стороне Луны. Впервые обратная сторона Луны была сфотографирована в 1959 году советской автоматической межпланетной станцией «Луна-3». Тогда же эти фото были опубликованы во многих советских изданиях. После этих исследований к обратной стороне больше не стало применяться название «тёмная». Она далеко не тёмная, так как тоже освещается Солнцем.
На станции устанавливалась камера с двумя объективами. Для соотношения полученных фотографий с имеющимися данными учёные на некоторых камерах фиксировали обе стороны.
Первый снимок обратной стороны Луны («Луна-3», 1959)
Полученные материалы затем были переданы для изучения в главнейших астрономических учреждениях Советского Союза. На основании детального изучения фото была составлена первая в мире подробная карта лунной обратной стороны. Она содержит мелкие детали поверхности. На основе анализа карт в 1960 г. был составлен полный атлас обратной лунной стороны, а затем и первый в мире глобус Луны. Международным астрономическим союзом были утверждены названия морей и кратеров, находящихся на скрытой от нас части поверхности.
Обратную сторону нашего ближайшего спутника исследовали американские астронавты. В 1968 г. они пролетали над невидимой с Земли частью Луны. В 1994 г. к небесному телу был направлен спутник Клементина. За 2 месяца его работы Национального управления по аэронавтике и исследованию космоса получило свыше 1,8 миллиона качественных снимков поверхности. Учёные смогли подробно рассмотреть, что находится на обратной стороне Луны.
Исследования в ХХІ веке
В 2012 г. американские исследователи сообщили о наличии участков лунной поверхности, изменённых в результате тектонического разлома. Предполагается, что их возраст не превышает 50 миллионов лет. Это свидетельствует о том, что здесь продолжают происходить тектонические процессы.
В 2019 году китайский зонд «Чанъэ-4» совершил посадку на обратной стороне Луны. Здесь он выпустил автономный аппарат для исследования поверхности. В результате были получены точные данные об условиях на спутнике. А также с помощью аппарата «Чанъэ-4» было проведено космический биологический эксперимент. На лунную поверхность было доставлено увлажнённую почву, воздух, семена, яйца плодовой мушки.
Будущее исследований
Обратная сторона Луны актуальна для исследований. В частности, здесь можно размещать радиотелескопы. Предполагается, что на обратной стороне Луны можно добывать гелий-3.
Китайская автоматическая станция «Чанъэ-5» будет доставлять на Землю породу из горы Пик Рюмкера. Она имеет вулканическую природу. Разрабатываются космические миссии, которые будут доставлять образцы породы из южного полюса. Предыдущие данные исследований указывают на то, что здесь могут быть запасы воды.
Исследования невидимой стороны земного спутника могут быть полезными для добычи ресурсов, которые на Земле являются редкими. На сегодня когда практически вся лунная поверхность сфотографирована и достаточно изучена, становится актуальным вопрос о дальнейшем освоении и даже колонизации ближайшего к нам спутника. Это небесное тело привлекательно перспективой развития добычи металлов, их обработки, литейного производства.
Поскольку здесь слабая гравитация (меньше земной в шесть раз), то для учёных целесообразно построить лунную базу, которая может стать отправной точкой не только для изучения спутника, но и всей Солнечной системы. Существуют проекты создания базы, где можно хранить все знания, накопленные человечеством.
Обратная сторона Луны (слева видно часть видимой). Хорошо виден рельеф (фото «Аполлона-16», 1972)
Чем отличаются стороны Луны
На основании полученных данных космических станций обратная сторона Луны характерна такими отличиями.
- Большая яркость свечения. Она объясняется отсутствием так называемых морей.
- Отсутствие следов радиоактивности.
- Отсутствие следов вулканической активности.
- Значительная высота гор. Отдельные пики имеют высоту свыше шести километров.
- Значительное количество кратеров.
Общий вид этой стороны такой, как будто она подвергалась бомбардировке из космоса. Предполагается, что у Земли когда-то был ещё один спутник, который разрушился и его останки распределились по лунной поверхности. Однако подтверждений этой гипотезы до сегодняшнего дня не найдено.
Измерения показали, что обратная сторона Луны имеет более толстую кору, по сравненью с видимой частью. А также установлено, что на обратной стороне Луны температура поверхности на 17 градусов меньше, нежели в части, наблюдаемой с Земли.
Рельеф
Здесь находится крупнейший кратер – бассейн Южный полюс-Эйткен. На обратной стороне также значительно меньше морей. Астрономы объясняют такое отличие тем, что кора здесь толще. Крупнейшие моря – Море Москвы и Море Мечты.
Также здесь существует большое количество кратеров. Крупнейшие из них – Менделеев, Грегори, Дзевульский, Курчатов, Лейшнер и другие.
Невидимая с Земли сторона нашего ночного спутника имеет несколько отличающийся рельеф. Впервые об этом стало известно советским астрономам более 60 лет назад. Сегодня ведутся активные исследования этой части спутника. Вполне вероятно, что они могут содействовать освоению околоземного пространства.
Источник
Что скрывается на обратной стороне Луны?
Луна всегда обращена к нам одной стороной. Астрономы называют это «синхронным вращением», но часть людей всегда подозревала, что единственная цель такого необычного танца вокруг Земли — высмеять человеческое неиссякаемое любопытство. Или на той стороне скрывается что-то необычное…. Тот факт, что Луне требуется столько же времени, чтобы сделать полный оборот вокруг Земли, равен вращению вокруг своей оси и составляет 27,3 дня, всегда казался подозрительным. Это будоражило умы людей и многие были убеждены, что спутник скрывает какую-то тайну.
Подозрение было обоснованным, и тогда беспилотная советская миссия Луна-3 получила первые фотографии обратной стороны Луны в 1959 году. Алюминиевый зонд, который пролетел за спутником и увидел так хорошо защищенную от посторонних глаз поверхность Луны, взорвался в 1960 году. Атмосфера Земли вызвала смертельный пожар, когда зонд подлетел к Земле. Но перед смертью Луна-3 отправила 17 из 29 черно-белых фотографий, сделанных ей.
Одна из первых фотографий обратной стороны Луны, полученная советским аппаратом Луна-3
Песочница без детей
Это были размытые изображения, но этого было достаточно, чтобы подтвердить, что скрытая сторона Луны очень отличается от той, которую человечество созерцает на протяжении тысячелетий.
Обратная сторона Луны полна кратеров, скал и является домом для самой высокой точки спутника — кратера Энгельгардта. Имея в высоту 10 786 метров, он на 1 938 метров выше самой высокой точки Земли — величественного Эвереста. Рядом с этой обратной стороной Луны, видимая её половина выглядит как чистый холст, усеянный темными пятнами, которые называют «морями». Первые ученые, которые наблюдали Луну, думали, что это были большие водоемы.
Правда в том, что они представляют собой кратеры, заполненные материалом, отличным от поверхности Луны. В то время как 31,2% площади видимой стороны Луны покрыто морями, только 1% обратной стороны Луны усеяно этим материалом. Кроме того, кора обратной стороны Луны на 15 км толще, чем на видимой, но никто не знает почему.
Море Спокойствия крупным планом
Да, морфология, показанная на советских снимках, напоминает скорее песочницу, чем сад. «Похоже на кучу песка, в которой мои дети играли в течение долгого времени: просто куча песка и ям», — подтвердил американский астронавт Билл Андерс девять лет спустя, когда американская миссия «Аполлон-8» пролетела над обратной стороной Луны. Это был первый раз, когда человек глазами мог наблюдать за этой поверхностью и впервые увидеть рассвет планеты на лунном горизонте. Сцена была ошеломляющей: «Мы прилетели сюда, чтобы исследовать Луну, но увидели такую красоту».
Помимо возможности увидеть Землю из космоса, научное изучение кратеров может помочь нам узнать об истории нашей планеты и ее обитателей. Оно даже может помочь объяснить вымирание динозавров, если взглянуть на работу, опубликованную в январе прошлого года в журнале Science. По данным международной группы из пяти исследователей исследование кратеров Луны позволило им подтвердить, что 290 миллионов лет назад интенсивность столкновения метеоритов с Луной увеличилась в 2,6 раза. Земля должна была также чаще встречаться с этими непрошенными гостями, что могло стать причиной вымирания динозавров около 65 миллионов лет назад.
Изучение лунных кратеров очень актуально, так как на Земле геологические процессы стирают эти следы, но они сохраняются на Луне. Таким образом, обратная сторона Луны – портал для изучения прошлого Земли.
Поверхность, которая хранит историю
Китайский зонд раскрывает новую тайну темной стороны Луны
Дальнейшее изучение обратной стороны Луны было продолжено китайцами. Они отправили 1200-килограммовый посадочный аппарат и 140-килограммовый луноход для изучения скрытых тайн нашего спутника. Это был большой шаг для китайского Национального космического управления и ученых всего мира. Миссия Chang’e-4, которая получила свое название от китайской богини Луны, сумела заставить осторожно прилуниться.
«Дистанционные наблюдения с орбитальных аппаратов показали, что обратная сторона Луны имеет больше ударных кратеров, чем ближняя. Эта дихотомия остается загадкой, и геохимические измерения Chang’e-4 могут дать подсказки для другой геохимии», — говорит астрофизик из Европейского космического агентства и директор Международной целевой группы по исследованию Луны Бернард Фоинг.
Особой целью было изучения кратера Эйткен в Южном полюсе Луны. Он имеет 2500 км в ширину и 12 км в глубину, что делает его самым большим ударным кратером Луны. Другой кратер Фон Кармана расположен в регионе, где китайский ровер начал свою миссию. По словам Фоинга, этот бассейн диаметром 180 км и глубиной 3000 м является важнейшим местом для изучения лунной геохимии, поскольку в нем содержится самая древняя почва, ожидающая того, чтобы кто-нибудь ее изучил.
Камень, обнаруженный китайским луноходом Yutu 2, с видимыми следами работы. Фото: CNSA/CLEP
Для этого существует китайский марсоход: у него есть необходимое оборудование для анализа того, какие химические элементы присутствуют в «реголите» — именно так называется материал, который накапливается на поверхности Луны. Это набор камней и пыли, которые были сформированы в результате воздействия метеоритов в течение миллионов лет. Его глубина варьируется от 4 до 15 метров на видимой стороне Луны. Но к северу от бассейна кратера Фон Кармана толщина достигает уже 40 метров.
Миссия также имеет радар, способный проникать примерно на 100 м ниже поверхности, что позволит не только исследовать глубину реголита, но и наблюдать самые глубокие структуры спутника. Ведь именно здесь могут скрываться самые загадочные тайны Луны. Кора в этом полушарии имеет толщину от 40 до 76 км, что примерно на 15 км больше, чем на Видимой стороне Луны. Никто не знает, почему, но у учёных есть гипотеза:
«Существуют модели, которые описывают, как Луна была покрыта океаном магмы в несколько сотен километров, затвердевание которого было не совсем однородным», — говорит Руис.
Некоторые специалисты утверждают, что в то время Земля также переживала свое огненное образование и, что именно её тепло заставило ближайшую сторону Луны остыть быстрее. И вероятно, что большая толщина коры действовала как щит, который делал извержения менее частыми на обратной стороне Луны, придавая ей характерный внешний вид, заполненный кратерами.
Фотография поверхности кратера Фон Кармана, сделанная луноходом Yutu 2 в феврале 2020 года. Фото: CNSA/CLEP
Астронавты, которые бывали в воздушном пространстве обратной стороны Луны, знают, что они одни в своих путешествиях. В течение часа никто не может видеть или слышать их с Земли. Спутник действует как отличный барьер, который блокирует любое электромагнитное излучение, исходящее с планеты. Электромагнитная тишина возрастом 4,5 миллиарда лет (именно такой возраст Луны) была окончательно нарушена в январе прошлого года в рамках китайской беспилотной миссии Chang’e-4, когда она начала передавать оттуда ценную научную информацию.
Первый сигнал человечества
С тех пор как Pink Floyd выпустили свой концептуальный альбом The Dark Side of the Moon, эта часть спутника была покрыта мраком. Но солнечный свет также освещает её в течение двух недель в месяц, как и видимую сторону. Однако в некотором смысле это темный регион: «Это самое чистое место в Солнечной системе для электромагнитных волн», — объясняет директор Института энергетических технологий в Политехническом университете Каталонии Игнаси Казанова.
Yutu 2 оглядывается назад на посадочный аппарат Chang’e 4 в июле 2019 года. Фото: CNSA/CLEP
Это одна из основных причин, объясняющих, почему никто не послал разведывательный аппарат туда до китайской миссии. Развертывания спутников на лунной орбите будет достаточно для решения проблемы, только у Луны нет орбиты, которая позволила бы сделать это. Миссия Chang’e-4 взяла свой собственный спутник, расположив его на расстоянии 65 000 км от лунных транспортных средств. Устройство отвечает за переадресацию сообщений, которые идут с Земли на ровер, а с него на Голубую планету.
Антенна диаметром 4,2 метра — это решение проблемы, которая может открыть дверь на новый этап исследования космоса. Радиоастрономия, которая использует электромагнитные волны для описания астрономических явлений, имеет жестокого врага в виде атмосферы Земли. Ионосфера — один из ее слоев, препятствует тому, чтобы определенные частоты достигали Земли . и также позволили отправить сигнал в космос. Таким образом, с Земли можно использовать всего несколько радиотелескопов, но те, кто ищет малейшие волны, должны быть отправлены в космос, чтобы они могли выполнять свою работу. Луна была бы идеальным местом для них и тех, кто ими управляет. Фактически, миссия Chang’e-4 будет тестировать технологию, которая в будущем может открыть окно для новых наблюдений.
Источник