Размеры Луны
Сравнение размеров Луны
Какого размера Луна – спутник Земли. Описание массы, плотности и силы тяжести, реальный и видимый размер, суперлуние, иллюзия Луны и сравнение с Землей на фото.
Луна – ярчайший объект на небе (после Солнца). Земному наблюдателю она кажется гигантской, но это лишь потому, что расположена ближе других объектов. По размерам занимает 27% земного (соотношение 1:4). Если сравнивать с другими спутниками, то наш по крупности на 5-м месте.
Средний лунный радиус занимает 1737.5 км. Умноженное надвое значение будет диаметром (3475 км). Экваториальная окружность – 10917 км.
Площадь Луны – 38 миллионов км 2 (это меньше любой общей площади континента).
Масса, плотность и сила тяжести
- Масса – 7.35 х 10 22 кг (1.2% земной). То есть, Земля превышает лунную массу в 81 раз.
- Плотность – 3.34 г/см 3 (60% земной). По этому критерию наш спутник занимает второе место, проигрывая луне Сатурна Ио (3.53 г/см 3 ).
- Сила притяжения нарастает лишь до 17% земной, поэтому 100 кг там превратятся в 7.6 кг. Именно поэтому космонавты могут так высоко прыгать по лунной поверхности.
Суперлуна
Луна оборачивается вокруг Земли не по кругу, а эллипсу, поэтому иногда располагается намного ближе. Наиболее приближенное расстояние называют перигеем. Когда этот момент совпадает с полнолунием, мы получаем суперлуние (на 14% больше и на 30% ярче обычной). Она повторяется через каждые 414 дней.
Иллюзия горизонта
Существует оптический эффект, из-за которого видимые размер Луны кажется еще больше. Это случается, когда он поднимается за удаленными объектами на линии горизонта. Этот трюк называют лунной иллюзией или иллюзией Понзо. И хотя за ней наблюдают уже много веков, точного объяснение пока нет. На фото можно сравнить размер Луны и Земли, а также Солнца с Юпитером.
Сравнение размеров Солнца, Юпитера, Земли и Луны
Одна из теорий говорит о том, что мы привыкли следить за облаками на высоте и понимаем, что на горизонте они отдалены от нас километрами. Если облака на горизонте достигают такого же размера, как и те, что над головой, то, несмотря на расстояние, мы поминаем, что они должны быть огромными. Но так как спутник появляется в том же размере, что и над головой, мозг автоматически нацеливается на увеличение масштаба.
Не все согласны с такой формулировкой, поэтому есть и другая гипотеза. Луна кажется близкой к горизонту, потому что мы не можем сравнить ее размер с деревьями и прочими земными объектами. Без сравнения она кажется большей.
Чтобы проверить наличие иллюзии Луны, нужно приложить большой палец к спутнику и сравнить размер. Когда она снова вернется в высоту, то повторите этот метод снова. Она будет такого же размера, как и прежде. Теперь вы знаете, какой размер Луны.
Источник
Насколько велика Луна? Попробуем представить…
Несмотря на то, что мы можем наблюдать Луну в ночном небе (а иногда и при свете дня), представить ее размер и удаленность от Земли в перспективе довольно сложно.
Насколько велика Луна? Ответ на этот вопрос не так прост, как может показаться на первый взгляд. Так же как и Земля, Луна не является идеально круглой и имеет слегка сплющенную форму (приплюснутый шар). Это означает, что диаметр Луны от полюса к полюсу меньше ее диаметра на экваторе.
Тем не менее, разница между этими диаметрами не велика и составляет всего лишь четыре километра. Экваториальный диаметр Луны составляет примерно 3476км, а полярный – 3472 км. Для простоты понимания это расстояние можно сравнить с похожей по размеру территорией, например, с Австралией.
От побережья к побережью
Расстояние между двумя крайними австралийскими городами, Перт и Брисбен, по прямой составляет 3606 км. Такова протяженность Австралии. Таким образом, если поместить Австралию и Луну рядом, растянув последнюю по диаметру, их протяженность будет примерно одинакова.
С другой стороны, такой взгляд является слишком односторонним. Хотя Луна имеет одинаковую протяженность с Австралией, на самом деле она гораздо больше. Площадь Австралии составляет примерно 7,69 миллионов квадратных километров, тогда как площадь Луны равна 37,94 миллионов квадратных километров, что почти в пять раз превышает территорию Австралии.
Как далеко находится Луна?
Ответ на вопрос о расстоянии до Луны также может показаться сложнее, чем мы думаем. Луна вращается вокруг Земли по эллиптической орбите, то есть ее удаленность от нашей планеты постоянно меняется, причем разница может достигать 50000 км, именно поэтому размер Луны в нашем небе постоянно меняется. Кроме того, орбита Луны подвергается влиянию других объектов Солнечной системы. Кроме того, Луна постепенно отдаляется от Земли в результате приливного влияния.
Более тщательно исследовать последнюю информацию позволили миссии «Аполло». Побывавшие на Луне в 1969 году американские астронавты установили на ее поверхности несколько зеркальных отражателей, которые не требуют энергии и работают до сих пор. Система отражателей расположена так, что отправленный с Земли лазерный луч, отразившись, возвращается назад отправителю.
Вычислив время, которое требуется лазеру, чтобы достичь Луны и попасть обратно, ученые получили возможность очень точно измерять расстояние до Луны и отслеживать удаление Луны от Земли. В результате было установлено, что Луна отдаляется от Земли со скоростью 38 мм в год или около 4 метров в столетие.
Как добраться до Луны
Среднее расстояние между Луной и Землей составляет 384402 км. Попробуем представить эту цифру в сравнении с земными расстояниями.
Если мы захотим добраться все от того же Брисбена до Перта на автомобиле, нам придется преодолеть расстояние в 4310 км, на что потребуется около 46 часов. Для преодоления расстояния, равное расстоянию между Землей и Луной, подобное путешествие придется совершить более 89 раз. На это потребуется пять с половиной месяцев непрерывной езды на автомобиле, без учета пробок и возможных ДТП.
К счастью, астронавты «Аполло-11» не были ограничены австралийскими скоростными нормами, и в 1969 году командный модуль «Колумбия» достиг лунной орбиты всего за три дня и четыре часа.
Солнечное затмение
Экваториальный диаметр Солнца составляет почти 1,4 миллиона километров, что приблизительно в 400 раз превышает диаметр Луны. Любопытно, что расстояние между Землей и Солнцем (равное 149,6 миллионам километров) составляет примерно 400 расстояний между Землей и Луной.
Именно поэтому Луна и Солнце кажутся нам с Земли одинаковыми по размеру. В результате, когда Луна и Солнце находятся на одной линии (как кажется с Земли), мы можем наблюдать удивительное явление – полное затмение Солнца.
К сожалению, ученые пришли к выводу, что в будущем солнечные затмения на Земле прекратятся. Благодаря своему удалению, Луна однажды окажется слишком далеко, чтобы затмевать Солнце. Большинство ученых сходятся во мнении, что это произойдет примерно через 600 миллионов лет.
Луноходы
Несмотря на прогресс в развитии космоса, Луна до сих пор остается единственным небесным телом, по которому ходил человек, причем случилось это полвека лет назад. Спустя пятьдесят лет после первого (и совершенного единственной страной) прилунения из двенадцати побывавших на спутнике Земли человек в живых осталось только четверо.
Хочется надеяться, что в ближайшие годы люди смогут вернуться на Луну и вдохновят новое поколение продолжать изучение нашего ближайшего небесного соседа.
Источник
Луна — Moon
- Лунный
- Селенский(поэтический)
- Синтиан(поэтический)
- Лунный(поэтический)
( 356 400 — 370 400 км)
( 404 000 — 406 700 км)
0,012 300 земных)
( 8 600 км / ч; 5 300 миль / ч)
- 1,5424 ° до эклиптики
- 6,687 ° к плоскости орбиты
- 24 ° к экватору Земли
| Температура поверхности . | мин | иметь в виду | Максимум |
|---|---|---|---|
| Экватор | 100 К | 250 К | 390 К |
| 85 ° с. | 150 К | 230 К |
- 10 -7 Па (1 picobar ) (день)
- 10 −10 Па (1 фемтобар) (ночь)
Луна находится Земля только «s естественный спутник . Его диаметр составляет около четверти диаметра Земли (сравнимо с шириной Австралии ), это самый большой естественный спутник в Солнечной системе по сравнению с размером своей планеты, пятый по величине спутник в Солнечной системе в целом и больше, чем любая карликовая планета . Обращаясь вокруг Земли на среднем расстоянии 384 400 км (238 900 миль), что примерно в 30 раз больше диаметра Земли, его гравитационное влияние немного удлиняет земной день и является основным двигателем земных приливов . Луна классифицируется как объект планетарной массы и дифференцированное скалистое тело и не имеет какой-либо значительной атмосферы , гидросферы или магнитного поля . Его поверхностная сила тяжести составляет примерно одну шестую земной ( 0,1654 г ); Jupiter «S луна Io единственный спутник в Солнечной системе , как известно, имеют более высокую поверхностную гравитацию и плотность.
В орбите Луны вокруг Земли имеет сидерический период 27,3 дней. В течение каждого синодического периода в 29,5 дней количество видимой поверхности, освещенной Солнцем, варьируется от нуля до 100%, в результате чего лунные фазы формируют основу для месяцев лунного календаря . Луна приливно привязана к Земле, что означает, что длина полного вращения Луны вокруг собственной оси приводит к тому, что одна и та же сторона ( ближняя сторона ) всегда обращена к Земле, а несколько более длинный лунный день совпадает с синодическим. период. Тем не менее, 59% всей поверхности Луны можно увидеть с Земли из-за сдвигов в перспективе из-за либрации .
Наиболее широко распространенное объяснение происхождения предполагает, что Луна образовалась около 4,51 миллиарда лет назад, вскоре после Земли , из обломков гигантского столкновения между планетой и предполагаемым телом размером с Марс, называемым Тейя . Затем он перешел на более широкую орбиту из-за приливного взаимодействия с Землей. Ближняя сторона Луны отмечена темные вулканические МАРИЯ ( «моря»), которые заполняют пространство между ярким древним коровым нагорьем и видными кратерами . К концу имбрийского периода, около трех миллиардов лет назад, большая часть крупных ударных бассейнов и кобыльей поверхности оставалась на своих местах . Лунная поверхность относительно неотражающая, ее коэффициент отражения немного выше, чем у изношенного асфальта . Однако, поскольку он имеет большой угловой диаметр , то полная луна является ярким небесным объектом на ночном небе. Видимый размер Луны почти такой же, как у Солнца, что позволяет ей почти полностью покрывать Солнце во время полного солнечного затмения .
Как выдающееся положение Луны на земном небе, так и ее регулярный цикл фаз на протяжении всей истории давали культурные ориентиры и влияние на человеческие общества. Такое влияние можно найти в языке, календарных системах, искусстве и мифологии. Первым искусственным объектом, достигшим Луны, был советский беспилотный космический корабль « Луна-2» в 1959 году; за этим последовала первая успешная мягкая посадка « Луны-9» в 1966 году. На сегодняшний день единственными пилотируемыми полетами на Луну были миссии Соединенных Штатов « Аполлон» , в результате которых с 1969 по 1972 года на поверхность было высадлено двенадцать человек. Эти и более поздние миссии без экипажа. вернулся лунные камни , которые были использованы для разработки подробного геологического понимания из происхождения Луны , внутренней структуры и последующей истории.
СОДЕРЖАНИЕ
Имя и этимология
Обычное английское собственное имя естественного спутника Земли — это просто Луна с большой буквы М. Существительное moon происходит от древнеанглийского mōna , которое (как и все его германские родственники) происходит от протогерманского * mēnōn , которое, в свою очередь, происходит от Протоиндоевропейский * mēnsis «месяц» (от ранее * mēnōt , родительный падеж * mēneses ), который может быть связан с глаголом «мера» (времени).
Иногда название Luna / л ˙U п ə / используется в научных письменном виде и особенно в научной фантастике , чтобы отличить луну Земли от других, в то время как в поэзии «Луна» была использована для обозначения персонификации Луны. Синтия / с ɪ п θ я ə / является еще одним поэтическим названием, хотя и редко, для Луны персонифицированной как богини, в то время как Селен / с ə л я н я / (буквально «Луна») является греческой богиней Луны .
Обычное английское прилагательное, относящееся к Луне, — «лунный», происходит от латинского слова, обозначающего Луну, lūna . Прилагательное selenian / s ə l iː n i ə n / , производное от греческого слова для Луны, σελήνη selēnē , используется для описания Луны как мира, а не как объекта в небе, встречается редко, в то время как родственное ему слово Селен изначально был редким синонимом, но теперь почти всегда относится к химическому элементу селену . Однако греческое слово для Луны дает нам приставку seleno- , как в селенографии , изучении физических характеристик Луны, а также в названии элемента селен .
Греческую богиню пустыни и охоты Артемиду приравнивали к римской Диане , одним из символов которой была Луна и которую часто считали богиней Луны, также звали Синтией из-за ее легендарного места рождения на горе Синтус . Эти имена — Луна, Синтия и Селена — отражены в технических терминах для лунных орбит, таких как аполуна , перицинтион и селеноцентрический .
Формирование
Изотопное датирование лунных образцов предполагает, что Луна образовалась примерно через 50 миллионов лет после возникновения Солнечной системы . Исторически было предложено несколько механизмов образования, но ни один из них не объяснил удовлетворительно особенности системы Земля – Луна. Отделение Луны от земной коры под действием центробежной силы потребовало бы слишком большой начальной скорости вращения Земли. Гравитационный захват предварительно сформированной Луны зависит от невероятно расширенной атмосферы Земли для рассеивания энергии проходящей Луны. Совместное образование Земли и Луны в первичном аккреционном диске не объясняет истощение металлов на Луне. Ни одна из этих гипотез не может объяснить высокий угловой момент системы Земля – Луна.
Преобладающая теория состоит в том, что система Земля-Луна образовалась после гигантского столкновения тела размером с Марс (названного Тейя ) с протоземлей . Удар выбросил материал на орбиту Земли, а затем материал аккрецировался и сформировал Луну сразу за пределом Роша Земли
2.56 R ⊕ . Эта теория лучше всего объясняет доказательства.
Считается, что гигантские удары были обычным явлением в ранней Солнечной системе. Компьютерное моделирование гигантских столкновений дало результаты, которые согласуются с массой лунного ядра и угловым моментом системы Земля – Луна. Эти симуляции также показывают, что большая часть Луны образовалась от ударного элемента, а не от протоземли. Однако более поздние модели предполагают, что большая часть Луны произошла от протоземли. Другие тела внутренней Солнечной системы, такие как Марс и Веста, имеют, судя по метеоритам, изотопный состав кислорода и вольфрама, сильно отличающийся от состава Земли. Однако изотопный состав Земли и Луны практически идентичен. Изотопное выравнивание системы Земля-Луна может быть объяснено перемешиванием испаренного материала, образовавшего их, после удара, хотя это обсуждается.
Удар высвободил много энергии, а затем высвободившийся материал повторно аккрецировался в систему Земля-Луна. Это расплавило бы внешнюю оболочку Земли, и таким образом образовался бы океан магмы. Точно так же новообразованная Луна также была бы затронута и имела свой собственный лунный океан магмы ; его глубина оценивается от 500 км (300 миль) до 1737 км (1079 миль).
Хотя теория гигантского удара объясняет множество свидетельств, некоторые вопросы до сих пор не решены, большинство из которых связано с составом Луны.
В 2001 году команда Вашингтонского института Карнеги сообщила о самом точном измерении изотопных сигнатур лунных горных пород. Камни из программы «Аполлон» имели ту же изотопную подпись, что и камни с Земли, отличаясь почти от всех других тел Солнечной системы. Это наблюдение было неожиданным, потому что считалось, что большая часть материала, из которого сформирована Луна, пришла из Тейи, а в 2007 году было объявлено, что вероятность того, что Тейя и Земля имеют идентичные изотопные сигнатуры, составляет менее 1%. Другие лунные образцы Аполлона имели в 2012 году тот же состав изотопов титана, что и Земля, что противоречит ожидаемому, если Луна образовалась далеко от Земли или произошла от Тейи. Эти расхождения можно объяснить вариациями теории гигантского удара.
Физические характеристики
Луна представляет собой очень слегка разносторонний эллипсоид из-за приливного растяжения, а ее длинная ось смещена на 30 ° относительно Земли из-за гравитационных аномалий от ударных бассейнов. Его форма более удлиненная, чем можно объяснить нынешними приливными силами. Эта «ископаемая выпуклость» указывает на то, что Луна затвердела, когда она вращалась на половине своего нынешнего расстояния до Земли, и что теперь она слишком холодная, чтобы ее форма могла приспособиться к ее орбите.
Внутренняя структура
| Сложный | Формула | Состав | |
|---|---|---|---|
| Мария | Highlands | ||
| кремнезем | SiO 2 | 45,4% | 45,5% |
| глинозем | Al 2 O 3 | 14,9% | 24,0% |
| Лайм | CaO | 11,8% | 15,9% |
| оксид железа (II) | FeO | 14,1% | 5,9% |
| магнезия | MgO | 9,2% | 7,5% |
| оксид титана | TiO 2 | 3,9% | 0,6% |
| оксид натрия | Na 2 O | 0,6% | 0,6% |
| 99,9% | 100,0% | ||
Луна — дифференцированное тело, которое изначально находилось в гидростатическом равновесии, но с тех пор вышло из этого состояния. Он имеет геохимически отличную кору , мантию и ядро . Луна имеет твердое богатое железом внутреннее ядро с радиусом, возможно, всего 240 километров (150 миль) и жидкое внешнее ядро, в основном сделанное из жидкого железа, с радиусом примерно 300 километров (190 миль). Вокруг ядра находится частично расплавленный пограничный слой с радиусом около 500 километров (310 миль). Считается, что эта структура образовалась в результате частичной кристаллизации глобального магматического океана вскоре после образования Луны 4,5 миллиарда лет назад.
Кристаллизация этого магматического океана создала бы мафическую мантию в результате осаждения и опускания минералов оливина , клинопироксена и ортопироксена ; после того, как примерно три четверти магматического океана кристаллизовалось, минералы плагиоклаза с более низкой плотностью могли образоваться и плавать в корке наверху. Конечные жидкости для кристаллизации изначально располагались между корой и мантией с большим содержанием несовместимых и выделяющих тепло элементов. В соответствии с этой точкой зрения геохимическое картирование, сделанное с орбиты, предполагает, что кора в основном состоит из анортозита . В роке Луна образцы наводнения лав, вспыхнувших на поверхность частичного плавления в мантии подтверждает мафит мантию композиции, которая является более богатым железом , чем у Земли. Кора в среднем имеет толщину около 50 километров (31 миль).
Луна — второй по плотности спутник в Солнечной системе после Ио . Однако внутреннее ядро Луны невелико, с радиусом около 350 километров (220 миль) или меньше, около 20% радиуса Луны. Его состав не совсем понятен, но, вероятно, это металлическое железо, легированное небольшим количеством серы и никеля; анализ изменяющегося во времени вращения Луны показывает, что она, по крайней мере, частично расплавлена. Давление в лунном ядре оценивается как 5 ГПа .
Магнитное поле
Внешнее магнитное поле Луны обычно составляет менее 0,2 нанотесла , или менее одной стотысячной магнитного поля Земли . В настоящее время Луна не имеет глобального диполярного магнитного поля, а только намагниченность земной коры, вероятно, приобретенная в начале своей истории, когда динамо-машина еще работала. Однако в начале своей истории, 4 миллиарда лет назад, его сила магнитного поля, вероятно, была близка к сегодняшней Земле. Это раннее динамо-поле, по-видимому, истекло около миллиарда лет назад, после того, как ядро Луны полностью кристаллизовалось. Теоретически часть остаточной намагниченности может возникать из-за переходных магнитных полей, генерируемых во время сильных ударов в результате расширения плазменных облаков. Эти облака образуются при сильных ударах в окружающем магнитном поле. Об этом свидетельствует расположение крупнейших намагниченностей земной коры вблизи антиподов гигантских ударных бассейнов.
Геология поверхности
Топография Луны была измерена с лазерной альтиметрией и стерео анализа изображения . Его наиболее обширная топографическая особенность — гигантский дальний Южный полюс — бассейн Эйткена , диаметром около 2 240 км (1390 миль), самый большой кратер на Луне и второй по величине подтвержденный ударный кратер в Солнечной системе . Его дно на глубине 13 км (8,1 мили) является самой низкой точкой на поверхности Луны. Наибольшие возвышения поверхности Луны расположены непосредственно на северо-востоке, что могло быть усилено косым ударом пласта бассейна Южный полюс и Эйткена. Другие крупные ударные бассейны , такие как Дожди , Ясность , Кризисы , Smythii и Ориентал обладают регионально низкими высотами и повышенными диски. Дальняя сторона лунной поверхности в среднем примерно на 1,9 км (1,2 мили) выше, чем ближняя сторона.
Обнаружение обрывов обрыва позволяет предположить, что Луна сократилась примерно на 90 метров (300 футов) за последний миллиард лет. Аналогичные характеристики усадки существуют и на Меркурии . Mare Frigoris, бассейн около северного полюса, долгое время считавшийся геологически мертвым, потрескался и сдвинулся. Поскольку на Луне нет тектонических плит, ее тектоническая активность медленная, и по мере того, как она теряет тепло, появляются трещины.
Вулканические особенности
Темные и относительно невыразительные лунные равнины, ясно видимые невооруженным глазом, называются мариа ( латинское слово «моря»; особая кобыла ), поскольку когда-то считалось, что они заполнены водой; Теперь они известны как обширные застывшие бассейны древней базальтовой лавы. Хотя лунные базальты похожи на земные базальты, они содержат больше железа и не содержат минералов, измененных водой. Большинство этих отложений лавы извергались или текли во впадины, связанные с ударными бассейнами . Несколько геологических провинций, содержащих щитовые вулканы и вулканические купола, находятся на ближней стороне «марии».
Почти все марии находятся на обратной стороне Луны и покрывают 31% поверхности на ближней стороне по сравнению с 2% на обратной стороне. Вероятно, это связано с концентрацией выделяющих тепло элементов под корой на ближней стороне, что привело бы к нагреву, частичному плавлению, подъему на поверхность и извержению подстилающей мантии. Большинство морских базальтов Луны извергались в течение имбрийского периода, 3,0–3,5 миллиарда лет назад, хотя возраст некоторых образцов, датированных радиометрическим методом, составляет 4,2 миллиарда лет. По состоянию на 2003 год исследования по подсчету кратеров самых молодых извержений показали, что они образовались не ранее 1,2 миллиарда лет назад.
В 2006 году исследование Ины , крошечной впадины в Lacus Felicitatis , обнаружило зазубренные, относительно непыльные элементы, которым из-за отсутствия эрозии в результате падения обломков оказалось всего 2 миллиона лет. Лунотрясения и выбросы газа также указывают на продолжающуюся лунную активность. Свидетельства недавнего лунного вулканизма были обнаружены на 70 кобылых пятнах неправильной формы , возраст некоторых менее 50 миллионов лет. Это повышает вероятность гораздо более теплой мантии Луны, чем считалось ранее, по крайней мере, на ближней стороне, где глубокая кора существенно теплее из-за большей концентрации радиоактивных элементов. Были обнаружены свидетельства базальтового вулканизма возрастом 2–10 миллионов лет в кратере Лоуэлл в Восточном бассейне. Некоторая комбинация изначально более горячей мантии и местного обогащения теплопроизводящими элементами в мантии могла быть причиной длительной активности на дальней стороне Восточного бассейна.
Более светлые области Луны называются terrae или, чаще, высокогорьями , потому что они выше, чем большинство морей. Они были радиометрически датированы образованием 4,4 миллиарда лет назад и могут представлять собой кумуляты плагиоклаза в океане лунной магмы. В отличие от Земли, считается, что никакие крупные лунные горы не образовались в результате тектонических событий.
Концентрация марии на ближней стороне, вероятно, отражает существенно более толстую кору высокогорья Дальней стороны, которая могла образоваться в результате медленного удара второй луны Земли через несколько десятков миллионов лет после образования Луны. С другой стороны, это может быть следствием асимметричного приливного нагрева, когда Луна была намного ближе к Земле.
Кратеры от удара
Основным геологическим процессом, повлиявшим на поверхность Луны, является кратер от удара , в котором кратеры образуются при столкновении астероидов и комет с поверхностью Луны. По оценкам, на ближней стороне Луны имеется около 300 000 кратеров шириной более 1 км (0,6 мили). Селенохронологическая шкала основана на самых заметных последствиях событий, в том числе Нектара , Дождей , и Orientale ; структуры, характеризующиеся множеством колец поднятого материала, диаметром от сотен до тысяч километров и связанные с широким перроном изверженных отложений, которые образуют региональный стратиграфический горизонт . Отсутствие атмосферы, погоды и недавних геологических процессов означает, что многие из этих кратеров хорошо сохранились. Хотя только несколько многокольцевых бассейнов были окончательно датированы, они полезны для определения относительного возраста. Поскольку ударные кратеры накапливаются почти с постоянной скоростью, для оценки возраста поверхности можно использовать подсчет количества кратеров на единицу площади. Радиометрический возраст расплавленных при ударах горных пород, собранных во время миссий Аполлона, составляет от 3,8 до 4,1 миллиарда лет: это было использовано для предположения периода поздних тяжелых бомбардировок с усиленными ударами.
Поверх лунной коры покрыт сильно измельченный (разбитый на все более мелкие частицы) и ударный поверхностный слой, называемый реголитом , образованный в результате ударных процессов. Более тонкий реголит, лунный грунт из стекла диоксида кремния , имеет текстуру, напоминающую снег, и запах, напоминающий отработанный порох . Реголит более старых поверхностей обычно толще, чем более молодых поверхностей: он варьируется по толщине от 10–20 км (6,2–12,4 мили) в высокогорье и 3–5 км (1,9–3,1 мили) в морях. Под тонкоизмельченным слоем реголита находится мегареголит , слой сильно трещиноватой коренной породы толщиной в несколько километров.
Изображения с высоким разрешением, полученные с космического корабля Lunar Reconnaissance Orbiter в 2010-х годах, показывают, что современная скорость образования кратеров значительно выше, чем предполагалось ранее. Считается, что вторичный кратерный процесс, вызванный дистальным выбросом, приводит к взбиванию верхних двух сантиметров реголита в масштабе времени 81000 лет. Эта скорость в 100 раз выше, чем скорость, рассчитанная по моделям, основанным исключительно на прямых ударах микрометеоритов.
Гравитационное поле
Гравитационное поле Луны было измерено с помощью отслеживания доплеровского сдвига радиосигналов , излучаемых орбитальных космических аппаратов. Основными особенностями лунной гравитации являются масконы , большие положительные гравитационные аномалии, связанные с некоторыми из гигантских ударных бассейнов, отчасти вызванные плотными морскими потоками базальтовой лавы, заполняющими эти бассейны. Аномалии сильно влияют на орбиту космических кораблей вокруг Луны. Есть несколько загадок: потоки лавы сами по себе не могут объяснить всю гравитационную сигнатуру, и существуют некоторые масконы, которые не связаны с морским вулканизмом.
Лунные водовороты
Лунные водовороты — это загадочные детали, обнаруженные на поверхности Луны. Они характеризуются высоким альбедо, выглядят оптически незрелыми (то есть оптическими характеристиками относительно молодого реголита) и часто имеют извилистую форму. Их форма часто подчеркивается областями с низким альбедо, которые вьются между яркими завитками. Они расположены в местах с повышенными поверхностными магнитными полями, и многие из них расположены в противоположных точках сильных ударов. Хорошо известные водовороты включают в себя функцию Reiner Gamma и Mare Ingenii . Предполагается, что это области, которые были частично защищены от солнечного ветра , что привело к более медленному космическому выветриванию .
Наличие воды
Жидкая вода не может удерживаться на поверхности Луны. Под воздействием солнечного излучения вода быстро разлагается в результате процесса, известного как фотодиссоциация, и теряется в космосе. Однако с 1960-х годов ученые выдвинули гипотезу, что водяной лед может образовываться при столкновении с кометами или, возможно, образовываться в результате реакции богатых кислородом лунных горных пород и водорода из солнечного ветра , оставляя следы воды, которые могут сохраняться в холоде, постоянно затененном. кратеры на обоих полюсах Луны. Компьютерное моделирование предполагает, что до 14 000 км 2 (5 400 квадратных миль) поверхности могут находиться в постоянной тени. Наличие пригодного для использования количества воды на Луне — важный фактор в превращении лунного жилья в экономически эффективный план; альтернатива транспортировке воды с Земли была бы непомерно дорогостоящей.
Спустя годы на поверхности Луны были обнаружены следы воды. В 1994 году эксперимент с бистатическим радаром, проведенный на космическом корабле « Клементина» , показал существование небольших замороженных карманов с водой вблизи поверхности. Однако более поздние радиолокационные наблюдения Аресибо предполагают, что эти находки могут быть скорее породами, выброшенными из молодых ударных кратеров. В 1998 году нейтронный спектрометр на космическом корабле Lunar Prospector показал, что высокие концентрации водорода присутствуют на первом метре глубины в реголите вблизи полярных областей. Бусинки вулканической лавы, доставленные на Землю на борту Аполлона 15, показали небольшое количество воды внутри.
Космический аппарат Chandrayaan-1 2008 года с тех пор подтвердил существование поверхностного водяного льда с помощью бортовой программы Moon Mineralogy Mapper . Спектрометр наблюдал линии поглощения, общие для гидроксила , в отраженном солнечном свете, что свидетельствует о наличии большого количества водяного льда на поверхности Луны. Космический аппарат показал, что концентрации могут достигать 1000 ppm . Используя спектры отражения картографа, непрямое освещение областей в тени подтвердило наличие водяного льда в пределах 20 ° широты обоих полюсов в 2018 году. В 2009 году LCROSS направил ударный элемент массой 2300 кг (5100 фунтов) в постоянно затененный полярный кратер и обнаружил не менее 100 кг (220 фунтов) воды в шлейфе выброшенного материала. Другое исследование данных LCROSS показало, что количество обнаруженной воды было ближе к 155 ± 12 кг (342 ± 26 фунтов).
В мае 2011 года сообщалось о 615–1410 ppm воды во включениях расплава в лунном образце 74220, знаменитом высокотитановом «оранжевом стеклянном грунте» вулканического происхождения, собранном во время миссии Apollo 17 в 1972 году. Луна примерно 3,7 миллиарда лет назад. Эта концентрация сопоставима с концентрацией магмы в верхней мантии Земли . Хотя это объявление представляет значительный селенологический интерес, это объявление мало утешает потенциальных лунных колонистов — образец возник на много километров под поверхностью, а включения настолько труднодоступны, что потребовалось 39 лет, чтобы найти их в таком состоянии. -арт ионный микрозонд.
Анализ результатов Лунного минералогического картографа (M3) впервые выявил в августе 2018 года «окончательные доказательства» наличия водяного льда на поверхности Луны. Данные выявили отчетливые отражающие признаки водяного льда в отличие от пыли и других отражающих веществ. Ледяные отложения были обнаружены на северном и южном полюсах, хотя их больше на юге, где вода задерживается в постоянно затененных кратерах и трещинах, что позволяет ей оставаться в виде льда на поверхности, поскольку они защищены от солнца.
В октябре 2020 года астрономы сообщили об обнаружении молекулярной воды на освещенной солнцем поверхности Луны несколькими независимыми космическими аппаратами, включая Стратосферную обсерваторию инфракрасной астрономии (SOFIA).
Состояние поверхности
Поверхность Луны представляет собой экстремальную среду с температурами от 140 ° C до −171 ° C , атмосферное давление 10 −10 Па и высокий уровень ионизирующего излучения Солнца и космических лучей . Считается, что открытые поверхности космических кораблей вряд ли будут содержать бактериальные следы после всего лишь одного лунного витка. Поверхностная сила тяжести Луны составляет приблизительно 1,625 м / с 2 , что составляет около 16,6% от земной поверхности или 0,166 ɡ .
Атмосфера
У Луны есть атмосфера настолько разреженная, что почти вакуумная , с общей массой менее 10 тонн (9,8 длинных тонн; 11 коротких тонн). Поверхностное давление этой небольшой массы составляет около 3 × 10 -15 атм (0,3 нПа ); он меняется в зависимости от лунного дня. Его источники включают газовыделение и распыление в результате бомбардировки лунного грунта ионами солнечного ветра. Обнаруженные элементы включают натрий и калий , образующиеся при распылении (также обнаруженные в атмосферах Меркурия и Ио ); гелий-4 и неон солнечного ветра; а также аргон-40 , радон-222 и полоний-210 , дегазированные после их образования в результате радиоактивного распада в коре и мантии. Отсутствие таких нейтральных частиц (атомов или молекул), как кислород , азот , углерод , водород и магний , присутствующих в реголите , не изучено. Водяной пар был обнаружен Chandrayaan-1, и было установлено, что он изменяется в зависимости от широты с максимумом
60–70 градусов; возможно, он образуется в результате сублимации водяного льда в реголите. Эти газы либо возвращаются в реголит из-за гравитации Луны, либо теряются в космосе либо из-за давления солнечного излучения, либо, если они ионизированы, уносятся магнитным полем солнечного ветра.
Исследования образцов лунной магмы, извлеченных с помощью миссий Аполлон, показывают, что когда-то Луна обладала относительно толстой атмосферой в течение 70 миллионов лет между 3 и 4 миллиардами лет назад. Эта атмосфера, образованная газами, выброшенными в результате извержений вулканов на Луне, была вдвое толще атмосферы современного Марса . В конце концов, древняя лунная атмосфера была унесена солнечными ветрами и рассеяна в космосе.
Вокруг Луны существует постоянное облако пыли на Луне, которое создается небольшими частицами комет. По оценкам, каждые 24 часа на поверхность Луны падает 5 тонн кометных частиц, что приводит к выбросу частиц пыли. Пыль остается над Луной примерно 10 минут, 5 минут поднимается и 5 минут падает. В среднем над Луной находится 120 килограммов пыли, поднимающейся на высоту до 100 километров над поверхностью. Подсчет пыли, проведенный LADEE ‘s Lunar Dust EXperiment (LDEX), показал, что количество частиц достигает пика во время метеорных потоков Геминид , Квадрантид , Северных Таурид и Омикрон Центавриды , когда Земля и Луна проходят сквозь обломки комет. Лунное пылевое облако асимметрично, оно более плотное вблизи границы между дневной и ночной сторонами Луны.
Система Земля – Луна
Лунное расстояние
Масштабная модель системы Земля – Луна: размеры и расстояния указаны в масштабе.
Орбита
Из-за приливной блокировки вращение Луны вокруг собственной оси синхронно с периодом ее обращения вокруг Земли. Луна совершает полный оборот вокруг Земли относительно неподвижных звезд примерно раз в 27,3 дня, своего звездного периода . Однако, поскольку Земля движется по своей орбите вокруг Солнца в одно и то же время, Луне требуется немного больше времени, чтобы показать ту же фазу для Земли, что составляет около 29,5 дней; его синодический период .
В отличие от большинства спутников других планет, Луна вращается ближе к плоскости эклиптики, чем к экваториальной плоскости планеты . Орбита Луны слегка нарушена Солнцем и Землей множеством мелких, сложных и взаимодействующих способов. Например, плоскость орбиты Луны постепенно поворачивается каждые 18,61 года, что влияет на другие аспекты движения Луны. Эти последующие эффекты математически описываются законами Кассини .
Наклон оси Луны относительно эклиптики составляет всего 1,5427 °, что намного меньше, чем 23,44 ° Земли. Из-за этого солнечное освещение Луны намного меньше меняется в зависимости от сезона, а топографические детали играют решающую роль в сезонных эффектах. Из изображений, сделанных Клементиной в 1994 году, кажется, что четыре горных района на краю кратера Пири на северном полюсе Луны могут оставаться освещенными в течение всего лунного дня , создавая пики вечного света . На Южном полюсе таких регионов нет. Точно так же есть места, которые остаются в постоянной тени на дне многих полярных кратеров, и эти « кратеры вечной тьмы » чрезвычайно холодны: Lunar Reconnaissance Orbiter измерил самые низкие летние температуры в кратерах на южном полюсе на уровне 35 K (-238). ° C; -397 ° F) и всего 26 K (-247 ° C; -413 ° F) близко к зимнему солнцестоянию в северном полярном кратере Эрмит . Это самая низкая температура в Солнечной системе, когда-либо измеренная с помощью космического корабля, даже холоднее, чем на поверхности Плутона . Сообщается о средних температурах поверхности Луны, но температуры в разных областях будут сильно различаться в зависимости от того, находятся ли они в солнечном свете или в тени.
Относительный размер
Луна — исключительно большой естественный спутник по сравнению с Землей: ее диаметр составляет более четверти, а масса — 1/81 массы Земли. Это самая большая луна в Солнечной системе по сравнению с размером ее планеты, хотя Харон больше по сравнению с карликовой планетой Плутон, его масса составляет 1/9 массы Плутона. Барицентр Земли и Луны , их общий центр масс, расположен на 1700 км (1100 миль) (примерно четверть радиуса Земли) под поверхностью Земли.
Земля обращается вокруг барицентра Земля-Луна один раз в звездный месяц со скоростью 1/81 от скорости Луны, или около 12,5 метров (41 фут) в секунду. Это движение накладывается на гораздо большее вращение Земли вокруг Солнца со скоростью около 30 километров (19 миль) в секунду.
Площадь поверхности Луны немного меньше площади Северной и Южной Америки вместе взятых.
Появление с Земли
Синхронное вращение Луны , как она вращается результаты Земные в нем всегда держать почти то же самое лицо , обращенное к планете. Однако из-за эффекта либрации около 59% поверхности Луны можно увидеть с Земли. Сторона Луны, обращенная к Земле, называется ближней стороной , а противоположная — обратной стороной . Дальнюю сторону часто неточно называют «темной стороной», но на самом деле она освещается так же часто, как и ближняя сторона: раз в 29,5 земных суток. В новолуние ближняя сторона темная.
Изначально Луна вращалась с большей скоростью, но в начале своей истории ее вращение замедлилось и стало приливно заблокированным в этой ориентации в результате фрикционных эффектов, связанных с приливными деформациями, вызванными Землей. Со временем энергия вращения Луны вокруг своей оси рассеивалась в виде тепла, пока не прекратилось вращение Луны относительно Земли. В 2016 году планетологи, используя данные, собранные в ходе миссии NASA Lunar Prospector в 1998-99 годах , обнаружили две богатые водородом области (скорее всего, бывший водяной лед) на противоположных сторонах Луны. Предполагается, что эти пятна были полюсами Луны миллиарды лет назад, прежде чем она была приливно привязана к Земле.
У Луны исключительно низкое альбедо , поэтому ее коэффициент отражения немного выше, чем у изношенного асфальта . Несмотря на это, это самый яркий объект на небе после Солнца . Частично это связано с увеличением яркости всплеска оппозиции ; Луна в четвертьфазы ярче всего на одну десятую, а не вдвое ярче, как при полной луне . Кроме того, постоянство цвета в зрительной системе изменяет отношения между цветами объекта и его окружения, и поскольку окружающее небо сравнительно темное, залитая солнцем Луна воспринимается как яркий объект. Края полной луны , кажется , так ярко , как в центре, без потемнения к краю , из-за отражательные свойства от лунного грунта , которые retroreflects светящихся больше к Солнцу , чем в других направлениях. Луна действительно кажется больше, когда приближается к горизонту, но это чисто психологический эффект, известный как иллюзия Луны , впервые описанный в 7 веке до нашей эры. Угловой диаметр полной Луны на небе составляет около 0,52 ° (в среднем), что примерно соответствует видимому размеру Солнца (см. § Затмения ).
Наивысшая высота Луны в момент кульминации зависит от ее фазы и времени года. Полнолуние является самым высоким в небе зимой (для каждого полушария). Ориентация полумесяца Луны также зависит от широты места наблюдения; наблюдатель в тропиках может увидеть полумесяц в форме улыбки . Луна видна в течение двух недель каждые 27,3 дня на Северном и Южном полюсах . Зоопланктон в Арктике использует лунный свет, когда Солнце месяцами находится за горизонтом .
Расстояние между Луной и Землей варьируется от примерно 356,400 км (221500 миль) до 406,700 км (252700 миль) в перигее (ближайший) и апогее (дальний), соответственно. 14 ноября 2016 года в полной фазе он был ближе к Земле, чем был с 1948 года, на 14% ближе, чем его самое дальнее положение в апогее. Сообщается, что это » суперлуна «, эта ближайшая точка совпала в течение часа после полнолуния, и она была на 30% ярче, чем на самом большом расстоянии, потому что ее угловой диаметр на 14% больше и . На более низких уровнях человеческое восприятие пониженной яркости в процентах определяется следующей формулой: 1.14 2 ≈ 1,30 <\ displaystyle \ scriptstyle 1.14 ^ <2>\ приблизительно 1,30> 
воспринимаемое сокращение % знак равно 100 × фактическое сокращение % 100 <\ displaystyle <\ text <воспринимаемое уменьшение>> \% = 100 \ times <\ sqrt <<\ text <фактическое уменьшение>> \% \ более 100>>>
Когда фактическое снижение составляет 1,00 / 1,30 или около 0,770, воспринимаемое снижение составляет около 0,877 или 1,00 / 1,14. Это дает максимальное воспринимаемое увеличение на 14% между лунами апогея и перигея одной и той же фазы.
Существуют исторические разногласия по поводу того, меняются ли элементы на поверхности Луны с течением времени. Сегодня многие из этих утверждений считаются иллюзорными и связаны с наблюдениями при различных условиях освещения, плохим астрономическим зрением или неадекватными рисунками. Тем не менее, газовыделение действительно иногда происходит и может быть причиной небольшого процента зарегистрированных лунных переходных явлений . Недавно было высказано предположение, что область лунной поверхности диаметром примерно 3 км (1,9 мили) была изменена в результате выброса газа около миллиона лет назад.
На внешний вид Луны, как и Солнца, может влиять атмосфера Земли . Обычными оптическими эффектами являются гало-кольцо 22 ° , образующееся, когда свет Луны преломляется через ледяные кристаллы высоких перисто-слоистых облаков, и меньшие корональные кольца, когда Луна видна сквозь тонкие облака.
Освещенная область видимой сферы (степень освещенности) определяется как , где — удлинение (т.е. угол между Луной, наблюдателем на Земле и Солнцем). ( 1 — потому что е ) / 2 знак равно грех 2 ( е / 2 ) <\ Displaystyle (1- \ соз е) / 2 = \ грех ^ <2>(е / 2)> е <\ displaystyle e>
Затмения
Затмения происходят только тогда, когда Солнце, Земля и Луна находятся на прямой линии (называемой « сизигией »). Солнечные затмения происходят в новолуние , когда Луна находится между Солнцем и Землей. Напротив, лунные затмения происходят в полнолуние, когда Земля находится между Солнцем и Луной. Кажущийся размер Луны примерно такой же, как у Солнца, причем оба они рассматриваются с шириной почти полградуса. Солнце намного больше Луны, но это значительно большее расстояние, которое дает ему такой же видимый размер, как гораздо более близкая и гораздо меньшая Луна с точки зрения Земли. Изменения видимого размера из-за некруглых орбит также почти одинаковы, хотя и происходят в разных циклах. Это делает возможными как полные (когда Луна кажется больше Солнца), так и кольцевые (когда Луна кажется меньше Солнца) солнечные затмения. При полном затмении Луна полностью закрывает диск Солнца, и солнечная корона становится видимой невооруженным глазом . Поскольку расстояние между Луной и Землей очень медленно увеличивается со временем, угловой диаметр Луны уменьшается. Кроме того, по мере того, как он превращается в красного гиганта , размер Солнца и его видимый диаметр в небе медленно увеличиваются. Комбинация этих двух изменений означает, что сотни миллионов лет назад Луна всегда полностью закрывала Солнце во время солнечных затмений, и кольцевые затмения были невозможны. Точно так же через сотни миллионов лет в будущем Луна больше не будет полностью покрывать Солнце, и полные солнечные затмения не произойдут.
Поскольку орбита Луны вокруг Земли наклонена примерно на 5,145 ° (5 ° 9 ‘) к орбите Земли вокруг Солнца , затмения не происходят при каждом полнолунии и новолунии. Чтобы произошло затмение, Луна должна находиться около пересечения двух орбитальных плоскостей. Периодичность и повторяемость затмений Солнца Луной и Луны Землей описывается саросом , период которого составляет приблизительно 18 лет.
Поскольку Луна постоянно закрывает обзор круглой области неба шириной в полградуса, связанное с этим явление затмения возникает, когда яркая звезда или планета проходит за Луной и затемняется: скрывается из поля зрения. Таким образом, солнечное затмение — это затмение Солнца. Поскольку Луна сравнительно близка к Земле, затмения отдельных звезд не видны ни повсюду на планете, ни в одно и то же время. Из-за прецессии лунной орбиты каждый год закрываются разные звезды.
Приливные эффекты
Гравитационное притяжение масс друг к другу убывает обратно пропорционально квадрату расстояния этих масс друг от друга. В результате, немного большее притяжение Луны к ближайшей к Луне стороне Земли по сравнению с частью Земли напротив Луны приводит к возникновению приливных сил . Приливные силы влияют как на земную кору, так и на океаны.
Наиболее очевидный эффект приливных сил — это появление двух выпуклостей в океанах Земли, одно на стороне, обращенной к Луне, а другое — на противоположной стороне. Это приводит к повышению уровня моря, называемому океанскими приливами . Когда Земля вращается вокруг своей оси, одна из океанических выпуклостей (прилив) удерживается на месте «под» Луной, а другая такая волна является противоположной. В результате примерно за 24 часа происходит два прилива и два отлива. Поскольку Луна вращается вокруг Земли в том же направлении, что и Земля, приливы происходят примерно каждые 12 часов 25 минут; 25 минут — это время, когда Луна обращается вокруг Земли. Солнце оказывает такое же приливное воздействие на Землю, но его силы притяжения составляют всего 40% от сил Луны; Взаимодействие Солнца и Луны отвечает за весенние и непрямые приливы . Если бы Земля была водным миром (миром без континентов), она произвела бы прилив длиной всего один метр, и этот прилив был бы очень предсказуем, но океанские приливы сильно изменяются другими эффектами: трением воды и вращением Земли. через дно океана, инерцию движения воды, морские бассейны, которые становятся мельче у суши, плескание воды между различными бассейнами океана. В результате время приливов в большинстве точек на Земле является результатом наблюдений, которые, кстати, объясняются теорией.
В то время как гравитация вызывает ускорение и движение жидких океанов Земли, гравитационная связь между Луной и твердым телом Земли в основном упругая и пластичная. Результатом является дальнейшее приливное воздействие Луны на Землю, которое вызывает выпуклость твердой части Земли, ближайшей к Луне. Задержки приливов и отливов как в океане, так и в твердых телах вызывают вращающий момент, противоположный вращению Земли. Это «истощает» угловой момент и кинетическую энергию вращения из вращения Земли, замедляя вращение Земли. Этот угловой момент, потерянный Землей, передается Луне в процессе (известном как приливное ускорение ), который поднимает Луну на более высокую орбиту и приводит к ее более низкой орбитальной скорости вокруг Земли. Таким образом, расстояние между Землей и Луной увеличивается , а вращение Земли замедляется. Измерения от лазерных отражателей, оставленных во время миссий Аполлона ( эксперименты по определению расстояния до Луны), показали, что расстояние до Луны увеличивается на 38 мм (1,5 дюйма) в год (примерно с такой скоростью, с которой растут человеческие ногти). Атомные часы также показывают, что земные сутки удлиняются примерно на 17 микросекунд каждый год, медленно увеличивая скорость корректировки UTC на дополнительные секунды . Это приливное сопротивление будет продолжаться до тех пор, пока вращение Земли и орбитальный период Луны не совпадут, создавая взаимную приливную блокировку между ними и подвешивая Луну на одном меридиане (в настоящее время это имеет место с Плутоном и его спутником Хароном). Однако Солнце станет красным гигантом, поглотившим систему Земля-Луна задолго до этого явления.
Подобным образом на поверхности Луны наблюдаются приливы амплитудой около 10 см (4 дюйма) в течение 27 дней с тремя составляющими: фиксированный из-за Земли, потому что они находятся в синхронном вращении , и переменный прилив из-за эксцентриситета орбиты и наклона. , и небольшой изменяющийся компонент от Солнца. Индуцированная Землей переменная составляющая возникает из-за изменения расстояния и либрации в результате эксцентриситета и наклона орбиты Луны (если бы орбита Луны была идеально круговой и не наклонной, были бы только солнечные приливы). Освобождение также изменяет угол обзора Луны, позволяя со временем видеть с Земли около 59% ее поверхности. Кумулятивные эффекты стресса, создаваемого этими приливными силами, вызывают лунотрясения . Лунотрясения гораздо реже и слабее землетрясений, хотя лунные землетрясения могут длиться до часа — значительно дольше, чем землетрясения — из-за рассеяния сейсмических колебаний в сухой фрагментированной верхней коре. Существование лунотрясений было неожиданным открытием сейсмометров, установленных на Луне астронавтами Аполлона с 1969 по 1972 год.
Согласно последним исследованиям, ученые предполагают, что влияние Луны на Землю может способствовать поддержанию магнитного поля Земли .
Наблюдение и исследование
Перед космическим полетом
Одним из наиболее ранних обнаруженных возможных изображений Луны является наскальная резьба « Ортостат 47» возрастом 5000 лет в городе Ноут , Ирландия.
Понимание циклов Луны была раннее развития астрономии: в 5 веке до н.э. , вавилонские астрономы записали на 18-летний Сарос цикл из лунных затмений , и индийские астрономы описывали ежемесячное удлинение Луны. Китайский астроном Ши Шэнь (фл. 4 века до н.э.) дал указания для предсказания солнечных и лунных затмений. Позже стали понятны физическая форма Луны и причина лунного света . Древнегреческий философ Анаксагор (д. 428 г. до н.э.) считал , что Солнце и Луна были и гигантские сферические камни, и что последний отражает свет первого. Хотя китайцы династии Хань считали, что Луна является энергией, приравненной к ци , их теория «излучающего влияния» также признавала, что свет Луны был просто отражением Солнца, а Цзин Фан (78–37 до н. сферичность Луны. Во II веке нашей эры Люциан написал роман «Правдивая история» , в котором герои отправляются на Луну и встречаются с ее обитателями. В 499 году нашей эры индийский астроном Арьябхата упомянул в своей книге «Арьябхатия», что отраженный солнечный свет является причиной сияния Луны. Астроном и физик Альхазен (965–1039) обнаружил, что солнечный свет не отражался от Луны, как зеркало, но этот свет испускался из каждой части освещенной солнцем поверхности Луны во всех направлениях. Шэнь Го (1031–1095) из династии Сун создал аллегорию, приравнивающую растущую и убывающую луну к круглому световому шару из серебра, который, если его залить белым порошком и посмотреть сбоку, будет казаться полумесяцем.
В описании Вселенной Аристотелем (384–322 до н.э.) Луна обозначила границу между сферами изменчивых элементов (земля, вода, воздух и огонь) и нетленными звездами эфира , влиятельной философией, которая будет доминировать. на века. Однако, в до н.э. 2 , Селевк из Селевкии правильно предположил , что приливы были обусловлены притяжением Луны, и что их высота зависит от положения относительно Луны к Солнцу . В том же веке Аристарх вычислил размер и расстояние Луны от Земли, получив значение расстояния примерно в двадцать раз больше радиуса Земли . Эти цифры были значительно улучшены Птолемеем (90–168 гг. Н.э.): его значения среднего расстояния, в 59 раз превышающего радиус Земли, и диаметра 0,292 диаметра Земли были близки к правильным значениям примерно 60 и 0,273 соответственно. Архимед (287–212 до н.э.) спроектировал планетарий, который мог рассчитывать движения Луны и других объектов Солнечной системы.
В средние века , до изобретения телескопа, Луна все больше воспринималась как сфера, хотя многие считали ее «идеально гладкой».
В 1609 году Галилео Галилей использовал один из первых телескопов для рисования Луны для своей книги Sidereus Nuncius и пришел к выводу, что она не была гладкой, но имела горы и кратеры. Томас Харриот сделал, но не опубликовал такие рисунки несколькими месяцами ранее. Затем последовало телескопическое картирование Луны: позже, в 17 веке, усилия Джованни Баттиста Риччоли и Франческо Мария Гримальди привели к созданию системы именования лунных объектов, которая используется сегодня. Чем точнее 1834-1836 Маппа Selenographica из Wilhelm пива и Иоганн Генрих Mädler , и сопутствующее 1837 книги Der Mond , в первую -тригонометрически точного изучения лунной поверхности, включены высоты более тысячи гор, и ввел изучение Луны с точностью, возможной в земной географии. Лунные кратеры, впервые отмеченные Галилеем, считались вулканическими до предложения Ричарда Проктора 1870-х годов о том, что они образовались в результате столкновений. Эта точка зрения получила поддержку в 1892 году благодаря экспериментам геолога Гроува Карла Гилберта и сравнительным исследованиям с 1920 по 1940-е годы, что привело к развитию лунной стратиграфии , которая к 1950-м годам стала новой и растущей отраслью астрогеологии .
1959–1970-е гг.
Между первым приход человека с роботизированной советской Luna программой в 1958 году, в 1970 — е года с последними представительствами экипажа США Apollo посадок и последней Луной миссии в 1976 годе холодной войны -inspired космической гонки между СССР и США привела к рост интереса к исследованию Луны . После того, как пусковые установки получили необходимые возможности, эти страны отправили необитаемые зонды как на пролет, так и на удар / посадку.
Советские миссии
Космические аппараты советской программы « Луна » были первыми, кто выполнил ряд задач: после трех безымянных неудачных миссий в 1958 году первым созданным человеком объектом, который избежал гравитации Земли и пролетел вблизи Луны, была Луна-1 ; Первым искусственным объектом, столкнувшимся с лунной поверхностью, была Луна 2 , а первые фотографии обычно закрытой обратной стороны Луны были сделаны с Луны 3 в 1959 году.
Первый космический аппарат для выполнения успешной лунной мягкой посадки была Луна 9 и первый необитаемых автомобиль на орбиту Луны была Луна 10 , как в 1966 году Рок и почвенных образцов были возвращены на Землю три Luna возвращения образца миссий ( Луна 16 в 1970 году , Луна 20 в 1972 году и Луна 24 в 1976 году), которые вернули всего 0,3 кг. Два новаторских робота- вездехода приземлились на Луну в 1970 и 1973 годах в рамках советской программы Лунохода .
Луна 24 была последней советской миссией на Луну.
Миссии США
В конце 1950-х, в разгар холодной войны, армия Соединенных Штатов провела секретное технико-экономическое обоснование, в котором предлагалось строительство укомплектованного военного форпоста на Луне под названием Project Horizon с потенциалом для выполнения широкого спектра миссий, от научных исследований до ядерная бомбардировка Земли. Исследование включало возможность проведения ядерных испытаний на Луне. Военно-воздушные силы, которые в то время конкурировали с армией за ведущую роль в космической программе, разработали аналогичный план под названием Lunex . Однако оба эти предложения в конечном итоге были отклонены, поскольку космическая программа была в значительной степени передана от военных гражданскому агентству НАСА.
После того, как в 1961 году президент Джон Кеннеди взял на себя обязательство осуществить пилотируемую посадку на Луну до конца десятилетия, Соединенные Штаты под руководством НАСА запустили серию беспилотных зондов для изучения лунной поверхности в рамках подготовки к полетам человека: Лаборатория Реактивного «s программа Ranger произвела первый крупный план; программа Lunar Orbiter создала карты всей Луны; программа Surveyor приземлился свой первый космический корабль через четыре месяца после того, как Луна 9 . Параллельно разрабатывалась программа «Аполлон» с экипажем; После серии испытаний космического корабля «Аполлон» на околоземной орбите без экипажа и экипажа и в результате возможной посадки советского человека на Луну в 1968 году « Аполлон-8» совершил первый полет человека на лунную орбиту. Последующая высадка первых людей на Луну в 1969 году многими рассматривается как кульминация космической гонки.
