Что такое атмосфера луны

Есть ли на Луне атмосфера?

Утверждение о том, что атмосфера у Луны отсутствует, одновременно и правильное, и ошибочное. Плотной газовой оболочки, способной защитить поверхность от падения метеоритов, а жизнь на ней — от смертоносного космического излучения, у нашего спутника нет. Но у него есть тонкая и сильно разреженная газовая оболочка, которую можно считать атмосферой.

Плотность лунной атмосферы

Плотность лунной атмосферы в 10 триллионов раз меньше, чем атмосферы Земли. Плотность зависит от лунных «суток»: на освещенной солнцем дневной стороне у поверхности лунной почвы концентрация ионов газа в 1 см³ составляет 10 в 4 степени, а на темной ночной — 10 в 5 степени. Для нашей планеты этот показатель равен 2,7х10 в 19 степени.

Лунная атмосфера настолько разрежена, что для того чтобы произошло столкновение двух атомов присутствующих в ней газов, им нужно проделать путь длиной больше 10 радиусов Луны ночью и 100 — днем.

До тех пор, пока они не разгонятся больше 2,38 км/с, чтобы улететь в космос, или не замедлятся до 1,68 км/с, чтобы быть притянутыми гравитацией спутника, молекулы в этой газовой прослойке движутся вокруг Луны по эллиптическим орбитам, как микроскопические спутники.

Какие газы присутствуют

В атмосфере Луны нет воздуха, ее основу составляют:

• молекулы водорода;
• ионы гелия;
• ионы метана;
• ионы аргона;
• ионы неона.

В 1991 г. у Луны был обнаружен небольшой — размером 15-20 радиусов — натриевый хвост. Это открытие позволило сделать вывод о присутствии в лунной атмосфере небольшого количества ионов натрия и калия.

Американская космическая станция Lunar Prospector Orbiter (Лунный геолог) обнаружила у поверхности Луны следы радиоактивных изотопов радона и полония. Общую массу газовой прослойки Луны ученые оценивают в 25000 кг.

Как влияет разреженная атмосфера

Отсутствие атмосферы делает Луну уязвимой перед жестким космическим излучением, способным уничтожить все формы жизни на ее поверхности.

Также без атмосферы она подвержена большим температурным колебаниям. Освещенная Солнцем сторона спутника разогревается до +127ºС, а на неосвещенной температура составляет 173ºС ниже нуля.

На дне глубоких кратеров Лунных вулканов, куда Солнце никогда не заглядывает, температура опускается почти до абсолютного нуля — минус 247ºС. Таких низких температур пока не было зафиксировано даже на Плутоне.

Не имея атмосферы, Луна беззащитна перед метеоритной угрозой. Бомбардировка ее поверхности микрометеоритами, которые на Земле полностью сгорают, не достигая поверхности, на Луне происходит постоянно.

Что случилось с атмосферой Луны

Причина тонкой газовой оболочки — сравнительно низкая гравитация спутника. Из-за нее большинство молекул газов рассеиваются в космическом пространстве. Но так было не всегда.

По одной из гипотез, около 3,5 млрд лет назад у Луны на протяжении 70 млн лет была собственная атмосфера, плотность которой втрое превышала сегодняшнюю марсианскую. В это время на нашем спутнике был пик активности лунных вулканов, вместе с лавой выбрасывалось столько газов, что их хватало не только для замещения улетевших в космос молекул, но и для увеличения их количества.

Поднятая лунная пыль служила своеобразной прослойкой, не дававшей поверхности перегреваться днем и переохлаждаться ночью.

Причиной, почему эта атмосфера не сохранилась, явилось затухание активной вулканической деятельности: все больше пыли оседало на поверхность и все меньше газов выбрасывалось в окололунное пространство. Когда количества новых молекул газов стало не хватать для возмещения поглощенных космосом, наступила критическая точка, и лунная атмосферная оболочка стала истощаться, пока не исчезла.

Сегодняшняя тонкая газовая оболочка, состоящая в основном из молекул водорода и ионов гелия, аргона и метана, — это совокупность нескольких физических процессов:

• радиоактивного распада вещества в недрах Луны;
• воздействия на поверхность солнечных лучей и космического излучения;
• падения метеоритов.

Во время радиоактивного распада вещества, который непрерывно протекает в недрах Луны, выделяются свободные изотопы газов. Поднимаясь на поверхность, они становятся основой газовой прослойки. Дальше в ее формировании участвует Солнце.

На дневной стороне Луны большинство атомов водорода разгоняются до скорости свыше 2,38 км/с (минимальная скорость, необходимая для преодоления лунного притяжения) и улетают в космическое пространство. На ночной стороне скорость молекул сильно снижается, и они опускаются на поверхность.

Ионы других газов тяжелее водорода (гелий — в 2 раза, неон — в 10, аргон — почти в 20), и развить достаточную скорость, чтобы улететь, не могут. На освещенной Солнцем стороне они находятся над ее поверхностью, на неосвещенной — на ней.

Еще один источник пополнения газовой прослойки — маленькие метеориты, регулярно падающие на поверхность спутника. От их ударов поднимается не только лунная пыль, но и молекулы лежащих на ней газов.

Источник

Атмосфера Луны

Есть ли у Луны атмосфера? Читать описание состояния разреженной газовой оболочки спутника, исследования состава, влияние почвы, солнечного ветра и света с фото.

Есть ли прочная атмосфера на Луне? Нет. Поэтому до сих пор существует подозрение, что миссия Аполлона могла быть поддельной (флаг не мог развиваться, так как нет ветра). Но там есть очень тонкий газовый слой, который технически именуют атмосферой Луны.

В этом слое газы настолько распространены, что практически не сталкиваются. Они напоминают микроскопические пушечные ядра, путешествующие по изогнутым траекториям и отражающиеся от поверхности. Если брать по объему, то на один см 3 атмосферы приходится 100 молекул (на уровне моря Земли на см 3 выпадает 100 миллиардов миллиард молекул). Общая масса газов – 25000 кг.

Это тонкий и яркий полумесяц, замеченный несколько раз во время полета Аполлона. Фото сделано камерой аппарата Клементина, когда Солнце расположилось за спутником. Белая область на краю – Свечение Лунного Горизонта, а яркая точка сверху – Венера

В атмосфере Луны было найдено несколько элементов. Недавно Lunar Reconnaissance Orbiter наткнулся на гелий. Астронавты Аполлона оставили на поверхности детекторы, которые отыскали: аргон-40, метан, гелий-4, азот, углекислый газ и окись углерода. Наземные спектрометры также нашли натрий и калий, а Лунный Геолог (Lunar Prospector orbiter) – радиоактивные изотопы радона и полония.

Появлению атмосферы Луна обязана процессу дегазации. Это выпуск газов из пространства из-за радиоактивного распада. Подобное может возникать и во время землетрясения. Освободившись, легкие газы удаляются в пространство.

Кроме того, газы из почвы выделяются из-за постоянного влияния солнечного света и ветра, а также микрометеоритов, падающих на поверхность. Это называют распылением. Такие газы могут удалиться в космос или же путешествуют по лунной почве. Распыление способно объяснить, каким образом лед накапливается в кратерах. Кометы могли оставить на спутнике молекулы воды, которые собрались в кратерах и создали толстые ледяные слои.

Лунное сияние

Ультрафиолетовые солнечные лучи влияют на выделившиеся газы, из-за чего выталкиваются электроны. Они получают электрический заряд, который отправляет частицы высоко в небо. Ночью происходит обратный процесс, в котором электроны оседают на почву.

Этот пыльный фонтан функционирует вдоль границы между днем и ночью, создавая Свечение Лунного Горизонта. Астронавты описывали лунную пыль, как липкий песок. Это становится причиной опасности для техники. Когда команда вернулась на Землю, то их скафандры были потерты. Поэтому придется узнать как можно больше о лунных процессах, прежде чем отправлять новые человеческие миссии. А пока вы знаете, как выглядит лунная атмосфера.

Источник

Атмосфера Луны. Все что нужно знать

Многие люди убеждены, у Луны нет атмосферы. Они думают, что на Луне царит космический вакуум. Но это на самом деле не так. На самом деле у нашего единственного спутника есть атмосфера. Так вот почему американские флаги колышутся на ветру! 🤔(Шутка).

Атмосфера Луны

Луна имеет крайне разреженную по сравнению с земной атмосферу. И дышать ей небезопасно. Потому что можно задохнуться😊. Тем не менее она существует. И ее характеристики были измерены с помощью приборов, доставленных на Луну астронавтами миссии Аполлон. А так же с помощью спутников, которые работали на лунной орбите в последующие годы.

Атмосфера Луны тоньше, чем самая тонкая бумага. На Земле, на уровне моря, воздух, которым мы дышим, содержит около 100 миллиардов миллиардов молекул в одном кубическом сантиметре. Кажется, что это невероятно большое число! И все же мы не видим воздух. Потому что молекулы газов, которые его составляют, имеют очень маленькие размеры.

В одном кубическом сантиметре лунной атмосферы всего-навсего около миллиона молекул. Это практически ничто, если сравнивать с плотностью атмосферы Земли. Тем не менее атмосфера Луны вполне реальна. И типична для тонких атмосфер, встречающихся на других телах Солнечной системы.

Состав атмосферы Луны похож на состав атмосферы Земли. В ней содержится азот, гелий, аргон, неона, аммиак, метан и углекислый газ. Эти газы были обнаружены в образцах, взятых с помощью прибора LACE. Который использовался в ходе последней пока миссии НАСА на Луну — Аполлон 17.

Также в атмосфере Луны были обнаружены натрий и калий. Интересно, что эти химические вещества не встречаются в атмосферах Земли, Марса и Венеры. Эти элементы были обнаружены астрономами, изучающими Луну с помощью специальных телескопов.

Откуда у Луны атмосфера?

Откуда же взялась атмосфера Луны? Какую природу она имеет? По большей части ее газы образуются в результате взаимодействия между Луной и Солнцем. Солнечный ветер состоит из заряженных частиц. И бомбардировка поверхности Луны этими электрически взаимодействующими ветрами провоцирует выделение из лунной поверхности различных химических элементов. А тепла и света от Солнца достаточно, чтобы стимулировать дальнейшие химические реакции. Это добавляет еще больше содержимого в атмосферу Луны. Создание атмосферы Луны — это непрерывный процесс. Это очевидно. Поскольку составляющие ее молекулы в конечном итоге улетают в космос.

Выброс газов из-под поверхности — еще один вероятный источник поддержания лунной атмосферы. Подобные явления происходят в результате сейсмической активности.

Лунотрясения могут быть вызваны различными событиями — воздействием крупных метеоритов, обвалом стенок кратеров, резкими изменениями температуры поверхности, приливным (гравитационным) притяжением Земли. И происходят довольно регулярно. Сейсмические измерительные приборы, оставленные на Луне Аполлоном-17, зафиксировали 12 000 лунотрясений в период с 1972 по 1977 год.

Если все атмосферные газы Луны сжать, они будут весить всего 25 000 кг. Это необычайно мало для спутника диаметром около 3500 километров.

И не только на Луне

Атмосферы подобного типа можно найти на Меркурии. Они есть на некоторых крупных астероидах. А так же на некоторых из спутников Сатурна и Юпитера. Тела, которые являются достаточно плотными и достаточно большими, чтобы превысить определенный гравитационный порог, способны удерживать слабые атмосферы. При условии, конечно, что там существуют источники атмосферных газов. Которые, собственно, и создают эти атмосферы.

В дополнение к содержащимся в ней газам атмосфера Луны регулярно загрязняется гигантскими пылевыми облаками, поднимающимися с поверхности. За это явление ответственны ультрафиолетовые лучи солнечного света. Пыльные облака могут подниматься довольно высоко из-за низкой гравитации. Эта атмосферная пыль порождает явление, известное как свечение лунного горизонта. Его можно наблюдать тогда, когда Солнце находится на горизонте Луны. Пыль поднимается в течение лунного дня. А затем, ночью, оседает обратно на поверхность Луны. И так происходит ежедневно.

Эта пыль оказалась настоящей проблемой для астронавтов Аполлона. Лунная пыль — очень мелкая и липкая субстанция. Ее воздействие привело к значительному износу материалов, использованных при изготовлении космических скафандров астронавтов Аполлонов. Эта пыль также способна портить и засорять чувствительное оборудование. И может стать настоящей головной болью для будущих поселений на Луне. Если таковые вообще когда-нибудь будут построены.

Атмосфера Луны — не единственная интересная вещь, найденная на этом замечательном спутнике. На его полюсах также имеются значительные запасы льда. Объемы которых, по последним оценкам, могут превышать 600 миллионов тонн. Молекулы воды были обнаружены и в других широтах. В лунной пыли. Это свидетельствует о перемещении воды из полярных регионов в более низкие широты в результате циркуляции атмосферы.

Эта вода может быть использована будущими колониями Луны или научными станциями. Которые смогут добывать из нее кислород для дыхания.

Источник

Атмосфера Луны

Атмосфера Луны — крайне разреженная газовая оболочка Луны, в десять триллионов раз менее плотная (давление на поверхности примерно 10 нпа) по сравнению с земной атмосферой, состоящая в основном из водорода, гелия, неона и аргона [1] . Практически не воздействует на Луну и не благоприятствует жизни людей на спутнике.

Источниками атмосферы являются как внутренние процессы (выделение газов из коры Луны и вулканизм), так и внешние — падения микрометеоритов, солнечный ветер. Луна не удерживает на себе все выделяющиеся газы, поскольку имеет слабую гравитацию; большая часть газов, выделяющихся из её поверхности, рассеивается в космосе [1] .

Концентрация частиц у поверхности Луны значительно меняется в зависимости от времени лунных суток: ночью на 1 см³ приходится 10 5 частиц, а днём 10 4 . Для Земли этот показатель составляет 2,7·10 19 . [2]

В рамках проекта Аполлон были проведены исследования атмосферы Луны, в результате которых было обнаружено присутствие в ней атомов аргона и гелия [3] ; последующие наблюдения с Земли показали [4] наличие ионов натрия и калия.

В 1991 исследователями из Бостонского университета был обнаружен натриевый «хвост», простирающийся до 15—20 радиусов Луны в сторону, противоположную Солнцу [5] .

Примечания

1. ↑ 12Ж. Ф. Родионова.Луна (рус.) . Отдел исследований Луны и планет ГАИШ. — Лекция о Луне. Архивировано из первоисточника 31 марта 2012.Проверено 8 сентября 2009.
2. ↑ Солнечная система / Ред.-сост. В.Г. Сурдин. — М .: Физматлит, 2008. — С. 95. — ISBN 978-5-9221-0989-5
3. ↑ S. Alan Stern (1999). «The Lunar atmosphere: History, status, current problems, and context». Rev. Geophys.37 (4): 453–491. DOI:10.1029/1999RG900005.
4. ↑ A.E. Potter, T.H. Morgan (1988). Discovery of Sodium and Potassium Vapor in the Atmosphere of the MoonScience241
5. ↑ Michael Mendillo, Jeffrey Baumgardner, Brian Flynn (1991). Imaging observations of the extended sodium atmosphere of the Moon

Ссылки

• J. K. Wilson, S. M. Smith, J. Baumgardner, M. Mendillo. Enhancement of the Moon’s Sodium Tail Following the Leonid Meteor Shower of 1998