Луна вокруг своей оси обращается за суток

Таблица: Параметры орбиты Луны. Орбитальные характеристики Луны.

Фазы Луны

Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет. С Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности.

Фазы Луны — периодическое изменение вида освещённой Солнцем части Луны на земном небе. Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты, и варьируется от 29,25 до 29,83 земных солнечных суток. Средний синодический месяц составляет 29,5305882 суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды).

Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп». Видимая сторона Луны освещается Солнцем по-разному, в зависимости от положения Луны на орбите. Освещённая сторона Луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом. Таким образом, освещённость этой лицевой стороны может варьироваться от 0 % (при новолунии) до 100 % (при полнолунии). В фазах Луны, близких к новолунию, то есть в начале первой четверти и в конце последней четверти, при очень узком серпе можно наблюдать «пепельный свет Луны» — слабое освещение её лучами Солнца, отражёнными от Земли.

Момент, когда Луна и Солнце находятся на минимальном угловом расстоянии друг от друга, соответствует фазе новолуния, принимаемой за начало фазового цикла Луны.

Луна проходит следующие фазы освещения:

1. новолуние — состояние, когда Луна не видна;
2. молодая Луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа;
3. первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны;
4. прибывающая Луна;
5. полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком;
6. убывающая Луна;
7. последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны;
8. старая Луна

Рис. 1. Движение Луны. Смена фаз Луны.

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.

Лунное и солнечное затмение

Лунное затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком.

Схема Лунного затмения

Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем, и загораживает его. Поскольку Луна перед затмением обращена к нам неосвещённой стороной, то перед затмением всегда бывает новолуние, то есть Луна не видна.

Схема Солнечного затмения

Многолетние наблюдения и фиксирование затмений показали, что лунные и солнечные затмения происходят с циклом, длина которого составляет 6585,3 суток, или 18 лет, 11 дней и чуть менее 8 часов. Этот период называется сарос. За один сарос происходит 28 — 29 лунных и 41 — 43 солнечных затмения.

Атмосфера и температура Луны

Луна практически не имеет атмосферы. Атмосфера Луны – это крайне разрежённая 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.

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, поднимающихся с её поверхности, рассеивается в космосе.

Разрежённость атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке), в зависимости от освещённости; при этом температура пород, залегающих на глубине 1 м, постоянна и равна −35 °C.

Строение Луны и ее особенности

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии и ядра. Толщина коры Луны в среднем составляет около 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Лунная мантия имеет несколько слоев: верхняя мантия (до 200 – 300 км), средняя мантия (до 500 – 600 км), нижняя мантия (до 800 – 900 км). Оболочка внутреннего ядра Луны имеет радиус около 240 км, а жидкое внешнее ядро имеет радиус примерно 300 – 400 километров.

Строение Луны в разрезе

Поверхность Луны покрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта.

В лунном реголите много кислорода, входящего в состав оксидов, причём самым распространённым из последних является диоксид кремния— 42,8 %.

Таблица: Химический состав лунного реголита в процентах

Поверхность Луны можно разделить на два типа:

1. Очень старая гористая местность (лунные материки).
2. Относительно гладкие и более молодые лунные моря.

Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны, её «моря», под которыми лунными зондами обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне спутника.

Большинство кратеров на обращённой к Земле стороне Луны названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв.

На обратной стороне Луны расположена огромная впадина Бассейн Южный полюс — Эйткен диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

На Луне имеется вода. В регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьирует от 2 до 15 км.

На Луне присутствуют сейсмические колебания поверхности, называемые Лунотрясениями, которые можно разделить на 4 группы:

• приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли;
• тектонические — нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны;
• метеоритные — из-за падения метеоритов;
• термальные — их причиной служит резкий нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.

50 интересных фактов о Луне

1. Луна — это планета, спутник Земли, причем единственный. Луна находится в 384 403 километрах от Земли.
2. Луна — второй по яркости объект в Солнечной системе, после самого Солнца.
3. Луна является самым близким к Солнцу спутником планеты, так как у Меркурия и Венеры, которые идут перед нашей Землей, спутников нет вообще.
4. Луна появилась в результате столкновения. Ученые считают, что Луна была сформирована, когда огромный объект, размером с планету Марс врезался в нашу планету примерно 4,5 миллиарда лет назад. Столкновение было настолько велико, что огромные куски земных пород были выброшены в космос. Под притяжением Земли, выброшенные обломки собрались на околоземной орбите и сформировали наш спутник. Как показывают исследования грунта, она состоит из менее плотного материала, в котором содержится мало железа.
5. Слово Луна происходит еще от праславянского слова «Luna», что переводится как «Светлая».
6. Вся поверхность Луны в кратерах, потому что в отличие от Земли, она не имеет собственной атмосферы, которая защищала бы ее от космических тел виде метеоритов. Когда метеорит входит в атмосферу Земли, из-за трения с воздухом он загорается и в большинстве случаев сгорает, не достигнув поверхности. На Луне всё, что, падает на её поверхность, оставляет огромные отпечатки виде кратеров.
7. Кратеры на поверхности Луны были оставлены метеоритами 4,1 — 3,8 миллиардов лет назад. Их видно до сих пор только потому, что в геологическом плане Луна не так активна, как Земля.
8. Среди лунных кратеров большим является Герцшпрунг, достигающий в диаметре 591 километр. Он находится на темной стороне Луны, поэтому с Земли его не видно. На видимой стороне Луны первенство по величине принадлежит кратеру Байи, с диаметром 287 километра.
9. А самый большой кратер Луны называется Эйткен, который в диаметре составляет около 2000 километров. Он по совместительству является самым крупным кратером во всей Солнечной системе.
10. Кратеры Луны сначала называли именами известных ученых, художников и исследователей, а позже именами американских астронавтов и российских космонавтов.
11. Луна на самом деле не представляет собой идеальный шар. Она, скорее, яйцеобразная из-за воздействия гравитации Земли. Кроме того, ее центр масс находится не в центре космического тела, а примерно в двух километрах в сторону от центра.
12. Из-за того, что на Луне нет атмосферы, день и ночь сменяются мгновенно, т.е. нет никаких сумерек.
13. Сегодня многие мошенники пытаются нажиться на Луне. Они продают участки на Луне и дают вам сертификат, в котором говорится, что вы имеете право заселить несколько соток Лунного пространства. Но даже, если начнется заселение Луны, то такой сертификат не будет иметь никакой юридической силы, и будет считаться недействительным.
14. Впервые участки на Луне стали продаваться американской компанией The Lunar Embassy, основанной Деннисом Хоупом, по цене 20$ за акр (примерно 4046 кв.м.). Этот американец, изучив конвенцию ООН о внешнем космосе, сделал вывод, что в ней нет ни одного указания о запрете владения звезд и планет частными лицами. В 1980 году он провозгласил себя владельцем Луны, Марса, Меркурия, Ио, Венеры и начал торговлю «звездными» участками.
15. Официальное название земной луны – Луна. Когда наш спутник получил название Луна, астрономы не знали что в нашей Солнечной системе есть и другие планеты с такими же лунами- спутниками. Теперь различают луны в нашей системе просто: наш спутник называется Луна, с большой буквы «Л», а луны других планет с маленькой.
16. Луна является пятым по размеру спутником Солнечной системы. На самом деле самой крупной луной является спутник Юпитера – Ганимед, который в диаметре составляет 5262 км, далее следует спутник Сатурна – Титан, Юпитера – Каллисто и Ио, и, наконец, Луна со своим средним диаметром 3475 километров.
17. Для того чтобы ночью было светло как днем понадобились бы около трехсот тысяч Лун, причем 206 тысяч 264 Луны должны были бы находиться в фазе полнолуния.
18. У Земли могут быть и другие естественные спутники. Астероид Круитни движется в орбитальном резонансе с Землей и совершает полный оборот вокруг планеты за 770 лет.
19. Гравитация на поверхности спутника всего 17% от земной. Представьте, что ваш вес 100 кг. Стоя на поверхности Луны, вы весили бы всего 17 кг. Вы смогли бы пройти в 6 раз больше расстояния и нести вес в 6 раз тяжелее земного. Используя только силу собственных мышц, вы бы смогли совершать короткие перелеты над поверхностью Луны.
20. Из-за низкой гравитации на спутнике Земли мелкая и твердая лунная пыль с запахом пороха может проникать повсюду. У астронавтов она вызывала симптомы, сходные с сенной лихорадкой. Проникая в скафандры и обувь, значительно портила их.
21. Солнечное затмение происходит в нашей жизни довольно часто, а вот застать лунное затмение там, где вы находитесь практически нереально. Такой шанс предоставляется 1 раз в несколько сотен лет.
22. Луна имеет атмосферу, которая называется экзосфера. Она состоит из гелия, неона и аргона.
23. Луна с Земли кажется одинаковой по размеру с Солнцем. Конечно, Солнце гораздо больше, чем Луна, примерно в 400 раз, но и в тоже время в 400 раз оно дальше от нас. Но это было не всегда так. Миллиарды лет назад Луна располагалась ближе в Земле и казалась намного крупнее Солнца.
24. На поверхности Луны имеются свежие следы. Человек ступал на Луну более чем четыре десятилетия назад, и все же свежие отпечатки там присутствуют. Является ли этот факт свидетельством существования на планете жизни? Нет, это просто следы астронавтов. Поскольку на Луне нет ветра или воды, следы там могут сохраняться миллионы лет.
25. Астронавты на Луне сразу же заметили, что их тени были намного темнее, чем на Земле. Атмосфера, рассеивающая свет для создания теней на Земле, отсутствует на Луне. Земля освещается Солнцем в достаточной мере, чтобы тени все еще появлялись, но эти тени гораздо труднее увидеть, чем на Луне.
26. Спутник Земли больше похож на планету. Земля и Луна представляют собой систему двойной планеты, аналогично системе Плутон + Харон.
27. На Луне бывают лунотрясения, однако по сравнению с земными, они очень слабы. Максимальная оценка их составила 5,5 баллов по шкале Рихтера. Причины лунных «землетрясений» до сих пор не выяснены.
28. Люди всегда видят одну и ту же сторону Луны. Гравитационное поле Земли замедляет вращение Луны вокруг своей оси. Поэтому вращение Луны вокруг своей оси происходит за то же время, что и ее вращение вокруг Земли.
29. Обратную сторону земного спутника стало возможным увидеть только после 7 октября 1959 года. В этот день советская космическая станция «Луна-3» сделала ее первый снимок.
30. Обратная сторона Луны более гористая, по сравнению с той, которая видна с Земли. Это объясняется силой притяжения Земли, которая привела к тому, что на стороне, повернутой к нашей планете, более тонкая кора.
31. Христофор Колумб во время 4 экспедиции для спасения своей команды от голода использовал полное лунное затмение. Оно произошло на территории Америки 29 февраля. Индейцы Ямайки, на которой путешественники вынужденно провели год, со временем стали хуже снабжать их провиантом. Для устрашения аборигенов Колумб в день затмения объявил им о гневе богов за нерадивость и ушел в каюту корабля «для молитвы о прощении». В конце затмения он объявил, что индейцы прощены. Поставки еды были возобновлены.
32. Луна все больше отдаляется от Земли. Изначально спутник Земли находился в 22 000 километрах от ее поверхности, а сейчас — почти в 400 000 километров. Каждый год орбита Луны перемещается примерно на 4 сантиметра от Земли, а это означает, что всего за 500 миллионов лет Луна будет на 23 450 км дальше, чем сейчас.
33. Единственный человек, похороненный на Луне — известный американский астроном и геолог Юджин Шумейкер. Проблемы со здоровьем помешали ему совершить межпланетные полеты. После смерти его прах в капсуле был доставлен межпланетной исследовательской станцией Lunar Prospector на Луну в 1998году.
34. На Луне очень большие колебания температуры. В районе лунного экватора температура колеблется от минус 173 ночью до плюс 127 градусов Цельсия днем.
35. Более 400 деревьев, растущих на Земле, были привезены с Луны. Семена этих деревьев были взяты экипажем «Аполлона 14» в 1971 году, побывали на орбите Луны и вернулись на Землю.
36. За все время существования Луны на ней побывали 12 человек. Только небольшая группа астронавтов, когда- либо ступала на поверхность Луны. Первым был Нил Армстронг в 1969 году, последним поверхность Луны топтал Джин Сернан в 1972 году. С тех пор миссий в составе с людьми на поверхность нашего спутника не было.
37. Люди не высаживались на Луне в течение 46 лет. Тем не менее, НАСА работает над новыми ракетами «Ares I» и «Ares V», которые будут в состоянии доставить полезный груз на Луну и вернуться назад.
38. У Луны есть свой часовой пояс. Он называется «лунным стандартным временем», но оно не соответствует простому времени на Земле. На Луне время совсем иное, чем на Земле: год на Луне делится на двенадцать «дней». Каждый «день» носит имя космонавта, нога которого ступала по планете. «Дни» делятся на 30 «циклов», которые, в свою очередь, делятся на часы, минуты и секунды. Календарь возник в тот момент, когда Нейл Армстронг впервые прошел по Луне: 1-й год, 1-й день, цикл 1 начался 21 июля 1969 года в 02:56:15 по всемирному времени.
39. 200 тонн мусора на Луне — это космический мусор. Он был оставлен астронавтами NASA, которые осуществляли высадки на планете при полетах космического корабля «Аполлон» в 1969-1972 годах. Другая часть мусора осталась от полетов без экипажей, осуществленных космическими центрами США, Японии, Индии, России и стран Европы.
40. Сегодня смартфоны гораздо более мощные, чем компьютеры, используемые для посадки «Аполлона» на Луну.
41. Кровавой «царица ночи» бывает во время полного лунного затмения. Земля в этот период находится на одной линии между Луной и Солнцем. Световые волны красного спектра (как наиболее длинные) солнечного света, преломляясь в земной атмосфере, придают «ночному солнцу» багровый оттенок.
42. На Луне нет влаги и почва там абсолютно сухая, поэтому там ничего не может расти. Но образцы лунной почвы, привезенные на Землю, показывают, что лунная почва вполне пригодна для выращивания растений.
43. Темные пятна, которые мы можем видеть на Луне, называются Лунными морями. Всего там 17 морей, 1 океан (океан бурь) и 4 залива. Но несмотря на это, как уже было сказано выше, воды там нет и все эти моря пустые. Раньше считалось, что там действительно были моря, но позже эта версия была опровергнута.
44. Лунные моря представляли собой низменности, заполненные базальтовой лавой, но теперь эта лава уже давно затвердела. Кстати Неил Армстронг, который первый ступил на поверхность Луны, приземлился как раз на поверхность одного из морей, которое было названо Море Спокойствия.
45. После того как члены Экипажа «Апполон-11» прибыли с Луны на Землю, то им пришлось проходить таможню. В графе «Задекларированный груз» значились лунные камни и лунная пыль.
46. Экипаж корабля «Апполон-15» в 1971 году установили на Луне что-то вроде памятника погибшим космонавтам, а именно алюминиевую фигурку в скафандре и табличку с именами 14 погибших космонавтов. Среди них также числился наш Юрий Гагарин.
47. На Луне существует танцующая пыль. Она парит над поверхностью Луны (более интенсивно на восходе или закате). Частицы пыли поднимаются вверх благодаря электромагнитным силам.
48. «Голубой луной» называется повторное полнолуние за календарный месяц. Оно наблюдается 1 раз в 2,7154 года. Название этого события определяется не только цветом ночного светила, а также переводом английской идиомы«once in a Blue Moon»- «однажды при голубой луне». В русскоязычном варианте этому соответствует «после дождичка в четверг» (не скоро или никогда).
49. У Луны нет собственного магнитного поля. Однако привезенные астронавтами камни, тем не менее, магнитными свойствами обладают. Откуда такой парадокс? Учеными выдвигаются 2 теории на это счет: магнитное поле исчезло из-за движения железного ядра Луны и столкновения ее с метеоритами.
50. Самые старые обломки на Луне представляют собой космические аппараты, которые были отправлены с целью изучения планетарной поверхности и определения, смогут ли корабли садиться на нее. В 1960 году была выдвинута гипотеза о том, что поверхность планеты, скорее всего, покрыта зыбучими песками, которые в состоянии поглощать космические камни, которые падают на ее поверхность. Автоматические зонды, установленные на Луне, свидетельствовали обратное: они показали, что человек в состоянии приземляться на планете.

Источник