Космическое путешествие земля луна

Луна – естественный спутник Земли

Луна — единственный естественный спутник планеты Земля. Это второй самый яркий объект в небосводе после Солнца. Так как Луна вращается по орбите кругом Земли с временем в один месяц, угол меж Землей, Луной и Солнцем меняется; мы видим этот эффект как цикл лунных фаз.

Хотя Луна и вертится вокруг собственной оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной. Дело в том, что она производит один кругооборот вокруг собственной оси за то же время (27,3 дней), что и один оборот вокруг Земли. А так как направленность обоих вращений совпадает, его противоположную сторону с Земли узреть нереально.

При этом вращение Луны вокруг Земли по эллиптической орбите проистекает неравномерно, с Земли имеется возможность видеть 59% лунной поверхности.

Первым космическим аппаратом, достигшим поверхности Луны, является «Луна-2». Он был запущен в СССР 12 сентября 1959 года.
Впервые нога человека ступила на Луну 20 июля 1969 года. Это были американские астронавты «Аполлона-11».

Еще до того, как стали проводиться космические исследования, астрономы уже заявляли о необычности Луны.

Ее плотность меньше плотности любой планеты земной группы (Земли, Марса, Венеры, Меркурия) — всего лишь в 3,3 раза больше плотности воды. Даже этот факт является свидетельством необычных условий образования спутника.

По пробам грунта с ее поверхности был установлен химический состав, а также возраст Луны (самые старые образцы – 4,1 млрд. лет), и это обстоятельство еще больше запутало представление землян о происхождении данного небесного тела.

В настоящее время большинство ученых считают, что Луна сформировалась в результате столкновения крупного небесного тела с Землей.

Луна по сравнению со спутниками других планет

Несмотря на не столь выдающиеся в сравнении с другими спутниками Солнечной системы размеры, Луна является самым крупным по отношению к своей планете – Земле – спутником.

Луна является достаточно большим спутником. По размерам ее превосходят лишь такие спутники других планет, как Ио, Каллисто, Ганимед, Титан. Таким образом, размер Луны позволяет занимать этому небесному телу среди 91 спутника всей Солнечной системы пятое место.

Орбита Луны

Перигей (ближайшая к Земле точка орбиты): 363 104 километра (изменяется в пределах 356 400 – 370 400 километров).
Апогей (самая далекая от Земли точка орбиты): 405 696 километров (изменяется в пределах 404 000 – 406 700 километров).
Средняя скорость движения Луны по орбите составляет около 1,023 километра в секунду.
Лунавращается вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,3 суток, постепенно удаляясь от нее вследствие приливного ускорения на 38 миллиметров в год, то есть ее орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.

Физические характеристики Луны

Температура поверхности Луны колеблется от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке. Температура пород на глубине 1 метр постоянна и равна −35 °C.
Средний радиус Луны составляет 1737,1 километра, то есть примерно 0,273 радиуса Земли.
Площадь поверхности Луны составляет 3,793 х 107 квадратных километров.
Средняя плотность Луны составляет 3,3464 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 метра на секунду в квадрате (0,165 g).
Масса Луны равна 7,3477 х 1022 килограмм.

Система Земля – Луна

Разумеется, не совсем верно говорить о движении Луны вокруг Земли. Точнее, оба эти тела обращаются вокруг их общего центра массы, лежащего ниже поверхности Земли. Анализ колебаний Земли показал, что масса Луны в 81 раз меньше массы Земли.

Гравитационное притяжение Луны вызывает приливы и отливы на Земле.

Приливные движения в результате трения замедляют вращение Земли, увеличивая продолжительность земных суток на 0,001 с за столетие.

Поскольку момент импульса системы Земля – Луна сохраняется, замедление вращения Земли приводит к медленному удалению Луны от Земли. Однако в нынешнюю эпоху расстояние между Землей и Луной уменьшается на 2,5 см в год из-за сложного взаимодействия Солнца и планет с Землей.

Луна всегда обращена к Земле одной стороной.

Детальный анализ ее гравитационного поля показал, что Луна деформирована в направлении Земли, но искажение ее формы слишком велико для современного приливного эффекта. Это искажение считают «замороженным приливом», оставшимся с тех пор, когда Луна была ближе к Земле и испытывала с ее стороны более сильное приливное влияние, чем сейчас. Но эта выпуклость может представлять собой и неоднородность внутреннего строения Луны.

Лунная иллюзия

Рядом с горизонтом Луна по размерам кажется гораздо больше, нежели высоко на небосводе. Это оптический обман.

Согласно психологическим опытам, в подсознании наблюдателя формируется собственное представление о размерах объекта под воздействием восприятия величины соседствующих объектов. Чем выше в небе, тем Луна воспринимается меньше, поскольку находится в большом пустом пространстве. Но ближе к горизонту ее размеры легко сравнимы с расстоянием от Луны до горизонта, ввиду чего неосознанно усиливается впечатление о лунном размере.

Изменения видимой формы Луны

Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Освещённая сторона луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом.

Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты. Средний синодический месяц составляет 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды.

В фазах Луны, близких к новолунию (в начале первой четверти и в конце последней четверти), при очень узком серпе, неосвещённая часть образует т. н. пепельный свет Луны — видимое свечение неосвещённой прямым солнечным светом поверхности характерного пепельного цвета.

Луна проходит следующие фазы освещения:

новолуние — состояние, когда Луна не видна.
молодая луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа.
первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны.
прибывающая луна
полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком.
убывающая луна
последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны.
старая луна

Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

Мнемоническое правило определения фаз Луны

Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель, находящийся в северном полушарии, может использовать следующие мнемонические правила. Если лунный серп в небе похож на букву «С», то это — луна «Стареющая» или «Сходящая», то есть это последняя четверть. Если же он повёрнут в обратную сторону, то, мысленно приставив к нему палочку, можно получить букву «Р» — луна «Растущая», то есть это первая четверть.

Растущий месяц обычно наблюдается вечером, а стареющий — утром.

Следует заметить, что вблизи экватора месяц всегда виден «лёжа на боку», и данный способ не подходит для определения фазы.

В южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположная: растущий месяц (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С», а убывающий (от полнолуния до новолуния) похож на букву «D» без палочки.

Если по направлению движения луны передний край освещённый — луна растущая, затенённый — убывающая.

Разница между Луной и Землей

Хотя между Землей и Луной около 400 тысяч километров, они тесно связаны и способны влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, к примеру, морские приливы и отливы. Тем не менее, у двух этих небесных тел довольно много отличий друг от друга.

Сравнение

Земля в 81 раз больше Луны по массе. Радиус Луны примерно в три с половиной раза меньше радиуса Земли.

Сравнение размеров Луны, Земли и Марса

Землю окружает геосфера – газовая оболочка с различными примесями. На Луне атмосфера практически отсутствует, нет кислорода, нет ветра. Поэтому днем поверхность Луны от палящего Солнца нагревается до 120°C, а ночью может остыть до –160°C.

Днем на Земле светло, ночью – темно. На Луне даже днем небо всегда черное и безоблачное: при ярком Солнце небо усыпано звездами. С Земли небо кажется голубым: такой цвет ему придает воздух. Солнечные лучи рассеиваются, и звезды днем не видны.

Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.

Большая часть Земли занята морями и океанами, меньшая – материками и островами. Поверхность Луны состоит из гористой местности и лунных морей (огромных кратеров с застывшей лавой).

Лунные горы, вероятнее всего, сформировались после столкновения с поверхностью огромных метеоритов, в то время как горы на Земле – результат тектонических процессов.

Луну покрывает смесь скалистых обломков и мелкой пыли, так называемый реголит, толщиной до нескольких десятков метров.

Читайте также: Космос наш спутник луна

На Луне, в отличие от Земли, нет вулканической активности и практически нет воды (кроме небольших запасов льда). Земная поверхность постоянно подвергается воздействию воды и ветра, поверхность Луны не размывается и не выветривается.

Магнитное поле Луны очень слабое, а сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.

Химический состав и Земли, и Луны различен. К примеру, Земля содержит достаточно большое количество железа, в то время как на Луне его практически нет.

Выводы

Земля в 81 раз тяжелее Луны.
Радиус Луны в среднем в 3,5 раза меньше радиуса Земли.
На Земле есть атмосфера, кислород, вода, а значит, и органическая жизнь. На Луне всего этого нет.
Днем на Земле светло, можно видеть голубое небо, ночью же – темно. На Луне небо всегда черное, безоблачное.
Земля отражает солнечный свет примерно раз в 50 сильнее, чем Луна.
Поверхность Земли занята материками, океанами, морями и островами. На поверхности Луны сформированы горы и лунные моря (гигантские кратеры).
На Луне сила тяжести в шесть раз меньше в сравнении с Землей.
У Земли есть магнитное (геомагнитное) поле, в то время как у Луны оно почти отсутствует
Химический состав двух астрономических объектов различен.

Видео

Источник

Четыре века космических путешествий

Задумывались ли Вы когда-нибудь над тем, кто изобрел концепцию космических путешествий? Вряд ли. Ведь все и так предельно ясно. С точки зрения официальной науки первый полет человека в космос случился в середине 20-го века. А за пару десятков лет до этого их возможность обосновали ученые. Да, это конечно так. Но как насчет чисто мысленной концепции? Скорее всего вы полагаете, что теория космических путешествий могла существовать очень давно. Ведь что может быть проще, чем вообразить, как человек перемещается в космосе от одного мира к другому.

Однако это вовсе не так. Люди вовсе не мечтали об освоении космоса, пока не осознали две фундаментальные вещи: во Вселенной могут быть похожие на землю миры; и их можно достичь механическим, а не магическим путем. Эти факты вполне очевидны в наши дни. Но несколько сотен лет назад они были просто крамольными. И все же, несмотря на это, их озвучивали. Впервые это сделал молодой английский священник по имени Джон Уилкинс. Возможно именно этот человек изобрел то, что мы сегодня называем «космические путешествия». Давайте вспомним о том, что интересного сделал в жизни этот человек.

Изобретатель космических путешествий

В 1640 году, в возрасте 26 лет, Уилкинс написал книгу «Рассуждения о новой планете». По тем временам это название звучало как какая-то ошибка. Или, возможно, так могло называться произведение художественной литературы. Поскольку история говорит о том, что новых планет в то время не находили. Но планета, о которой рассуждает Уилкинс — это Земля! Один из подзаголовков книги звучит так — «Доказательство того, что наша Земля — это одна из планет».

Что имел в виду Уилкинс? Ведь все и так знают, что Земля — это планета! И это самая тщательно изученная и задокументированная планета из всех! Дело здесь вот в чем — в те годы никто не думал о Земле как о планете. Слово «планета» происходит от греческого «блуждающая звезда». В те времена любая планета была лишь просто точкой света на ночном небе. Любая планета была просто звездой, которая изменила положение относительно других звезд. Поэтому идея о том, что Земля — это гигантский скалистый шар с ползающими по нему людьми, была просто революционной. И поэтому Уилкинс посчитал необходимым дополнить свои мысли предупреждением о том, что «кажущаяся новизна и необычность этого мнения не могут быть достаточной причиной, чтобы признать его ошибочность».

Джон Уилкинс. Около 1670 года.

Другие планеты

Ученый стал развивать свою мысль дальше. Ход его рассуждений был таков: если Земля — это просто планета, означает ли это, что другие планеты похожи на Землю? Уилкинс считал, что это вполне возможно. Телескопы, изобретенные всего за тридцать лет до этого, показали, что Марс и Юпитер — это шары, похожие на Землю. И имеют вполне распознаваемые поверхностные элементы. На тот момент уже было известно, что на Луне есть горы, долины и равнины. Как и на Земле. И Уилкинс принял это к сведению. Его первая книга, опубликованная в 1638 году, называлась «Открытие мира на Луне». В этой работе проводились многочисленные параллели между Землей и Луной. В своих (ошибочных) рассуждениях Уилкинс дошел до того, что предположил наличие на Луне океанов и атмосферы. И даже писал, что «в этом другом мире могут быть обитатели. Но то, что они добрые, я в этом не уверен».

Уилкинс также предположил, что «поскольку их мир — это наша Луна, наш мир — это их Луна». Эта мысль реализовалась в знаменитом изображении, сделанном астронавтами миссии Аполлон в ходе одного из космических путешествий на Луну. На ней изображен восход Земли над лунным горизонтом. А еще Уилкинс предвидел саму миссию Аполлон. В 1640 году он написал дополнение к своей книге «Открытие мира на Луне». Она получила название «Беседа о вероятности путешествия на Луну».

Практический подход к проблеме космических путешествий

Уилкинс был не первым, кто писал о путешествии на Луну. Но он был первым, кто подошел к этому серьезно, а не просто выдумал художественные детали этого путешествия. Предыдущие авторы ограничивались лишь простыми описаниями происходящих событий. А их главные герои добирались до Луны с помощью магических или сверхъестественных средств. Или в результате какого-то маловероятного стечения обстоятельств. А вот Уилкинс рассматривал в своих произведениях вполне практические вопросы. Например, такие — как переместить «летающую колесницу» по воздуху таким образом, чтобы она смогла сбежать от гравитации Земли. И рассматривал проблемы, с которыми столкнутся путешественники, когда будут вынуждены дышать в разреженной атмосфере. Ученый знал, что в процессе космических путешествий к Луне нужно будет пролететь огромное расстояние. Он оценивал длительность полета в 180 дней. Что было сопоставимо с самыми длительными морскими путешествиями тех дней.

Изобретатель

Очевидно, что Джон Уилкинс был весьма дальновидным исследователем. Это становится ясно из вышеперечисленных выше фактов. Ведь он был первым, кто задумался о самой возможности космических путешествий. Однако некоторые мысли, которые он высказывал, были не так уж и дальновидны. Уилкинс считал, например, что гравитация Земли распространяется только на несколько километров над поверхностью нашей планеты. Позже было установлено, что это совсем не так. Он также верил, что воздухом можно будет дышать вплоть до самой Луны. Просто кислорода в нем будет меньше. И это, опять же, не соответствует действительности. И все же, предсказания ученого о механических транспортных средствах, летящих к Луне, выглядят довольно точными. Если учитывать, что он жил в то время, когда основными видами транспорта были конные экипажи и парусные корабли. А о возможности космических путешествий никто даже и не помышлял.

Уилкинс вернулся к идее летающих колесниц в своей более поздней книге «Математическая магия», опубликованной в 1648 году. Возможно, это его самая известная работа. В ней описаны многочисленные неизвестные в те времена механические устройства. Включая подводные лодки и вечные двигатели. А также самолеты. К сожалению, книга не содержит никаких иллюстраций. И все же описанные летающие «конные экипажи» дают полное представление об изобретательности ученого. Которая была не меньшей, чем у Леонардо Да Винчи.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник