Чем отличается обратная сторона Луны от видимой
Ввиду того, что вращение спутника Земли под названием Луна вокруг планеты и своей оси практически одинаково по времени, возможности наблюдать его скрытую сторону нет.
Но благодаря техническому прогрессу и изобретениям новых космических аппаратов и систем мечта увидеть обратную половину Луны осуществилась. Уже в 1959 году советская станция с автоматическим управлением «Луна-3» сделала первые снимки невидимой части земного спутника. Спустя 9 лет и американским специалистам удалось собственными глазами увидеть ее в иллюминатор космического корабля США «Аполлон-8». Но сфотографировать поверхность обратной стороны Луны удалось только в 2019 году. Это сделал впервые китайский аппарат, осуществивший свою посадку на нее.
Невидимая сторона Луны значительно отличается от видимой. Она более часто изрыта кратерами от ударов других космических тел и имеет на своей поверхности всего два моря.
По предположениям ученых, такое отличие могло быть вызвано изначальным более близким соседством с Землей. Под воздействием горячей молодой планеты кора ее спутника истончалась и стала почти в два раза тоньше слоя на обратной стороне. А при попадании в это полушарие метеоритов она проламывалась и на ее поверхность выплескивался расплавленный базальт. Попадавшиеся на его пути кратеры заполнялись им, что в свою очередь и вызвало выравнивание верхнего слоя Луны. В отличие от своего «брата» невидимое полушарие не имело доступа к такому тепловому воздействию, вследствие чего вулканическая активность на его территории была минимальная. Об этом и свидетельствуют многочисленные следы от ударов метеоритов.
Но с постепенным удалением спутника от Земли лунные моря стали образовываться все реже и реже. Внутренняя энергия Луны была исчерпана.
Также астронавтам на основании изучения сделанных снимков удалось сделать вывод о том, что тектоническое движение на Луне практически прекратилось. Незначительные колебания плит были обозначены давностью в 50 млн лет. А большие – более 1 миллиарда. Но по геологическому исчислению времени эти значения довольно молодые.
На основании изучения и сравнения многочисленных фотографий, сделанных аппаратами стран мира, учеными в 1960 году был создан первый атлас невидимой части Луны. В нем были описаны обнаруженные характеристики деталей и подробности лунной поверхности.
Но это всего лишь малая часть тайны спутника Земли, которую еще предстоит изучать ученым на протяжении долгого времени.
Источник
Обратная сторона Луны
Луна всегда повёрнута к Земле одной стороной — это связано с тем что за около 4,5 млрд лет существования системы Земля-Луна наш естественный спутник подвергся эффекту приливного захвата.
Причина деления Луны на видимую и обратную стороны
Площадь невидимой с Земли части составляет 41%, так как ещё 9% поверхности Луны мы можем видеть с определённым периодом благодаря лунной прецессии.
Такое воздействие в системе из нескольких небесных тел, когда более массивное тело так воздействует на более лёгкое посредством своих приливных сил, что лёгкое тело постепенно замедляет (или ускоряет) скорость своего вращения вокруг собственной оси сравнивая его частоту с частотой вращения вокруг тяжёлого тела. Лёгкое тело также влияет на более тяжёлое, но этот эффект оказывает меньше пропорционально различий в массе. Так скажем Луна своим гравитационным воздействием постепенно замедляет вращение Земли вокруг своей оси, удлиняя тем самым земные сутки на 1 секунду примерно за 3 тысячи лет, но при этом до приливного захвата Земли Луной требуется ещё несколько миллиардов лет, хотя Луна была захвачена уже довольно давно.
Если Луне всё-таки удастся осуществить гравитационный захват Земли (а для этого потребуется чтобы Солнце, превратившееся к тому времени в красного гиганта, нам в этом не мешало), тогда Луну можно будет наблюдать только с восточного или западного полушария Земли — в зависимости от того в какой момент остановится вращение. При гравитационном воздействии Луны на Землю выделяется энергия в виде морских и океанских приливов/отливов которые вызывают постепенную потерю Луной кинетической энергии, что вызывает её удаление от нас на 38 мм в год. С гравитационным захватом Земли на ней прекратятся приливы и отливы, а Луна практически перестанет от нас удаляться — так как единственным источником потери энергии Луной станут гравитационные волны, мощность излучения которых от системы Земля-Луна весьма мала (около 0,2 мкВт).
История исследования обратной стороны Луны
Испокон веков людей привлекали неизведанные уголки Земли:
Гравюра Фламмариона 1888 года изображающая средневекового пилигрима добравшегося до края Земли и заглянувшего за небесный свод.
И хотя экспедиция Магеллана ещё в 1522 году доказала, что никакого края Земли не существует, а с достижением Эдмундом Хиллари и Тенцингом Норгеем 29 мая 1953 года вершины Эвереста — на Земле почти не осталось белых пятен, но практически вся Солнечная система для нас оставалась загадкой до полёта Спутника-1 4 октября 1957 года, когда началась космическая эра. Таким образом взоры исследователей с Земли направились на Солнечную систему и ближайшей целью в ней стала Луна, а наиболее привлекательным местом на ней — была её обратная сторона, которая всегда скрыта от земного наблюдателя.
Первый снимок обратной стороны Луны
Первые снимки обратной стороны Луны сделала станция Луна-3, которая была запущена 4 октября 1959 года — ровно спустя два года после запуска Спутника-1. Станции потребовалось 3 дня чтобы добраться до Луны, а затем начался ещё более сложный этап — Луне-3 требовалось сфотографировать поверхность, точную отражающую способность которой достоверно не мог предсказать никто. Поэтому электронные камеры (только начинающие своё развитие) отпадали, оставалась только фотоплёнка. Для того чтобы точно получить качественные снимки, фотографирование происходило двумя объективами с фокусным расстоянием в 200 и 500 мм и выдержкой от 1/200 до 1/800 секунды с шагом 1/200. За 40 минут съёмки было сделано 29 снимков, покрывающих 70% всей поверхности обратной стороны Луны, после проявки они передавались на Землю с помощью камеры бегущего луча.
Макет станции из музея космонавтики в Москве
Всего на Землю удалось передать 17 фотографий, 6 из которых в дальнейшем были обнародованы. Также 6 ноября 1960 года был опубликован «Атлас обратной стороны Луны» в который вошло 500 отдельных деталей лунной поверхности (Международным астрономическим союзом названия деталей поверхности обратной стороны Луны были утверждены 22 августа 1961 года). Специально для этой станции была произведена фототелевизионная система «Енисей» делавшая снимки и передававшая их на Землю, а также система «Чайка», осуществлявшая ориентацию по Солнечному и Лунному датчику, что сделало Луну-3 первым в мире ориентированным по 3 осям аппаратом.
Обратная сторона Луны. Снимок полученный станцией Зонд-3
По программе съёмок обратной стороны Луны было запущенно ещё два аппарата, но оба они не смогли выйти на орбиту Земли. Получить снимки обратной стороны Луны лучшего качества удалось только станции Зонд-3, которая была запущена 18 июля 1965 года. Переданные этой станцией 25 снимков имели разрешение в 860×1100 пикселей и были гораздо качественнее, что позволило составить новый атлас, покрывающий уже 95% лунной поверхности и имеющий 4000 деталей.
Беспилотная часть лунной программы США в этот момент была практически полностью направлена на обеспечение пилотируемых полётов (посадки которых были назначены на видимую часть Луны). Так что достижения США по изучению обратной стороны Луны в первой половине 60-х были не велики. Например, попадание в эту область Луны Рейнджера-4, который должен был сделать её снимки. Но из-за отказа радиоаппаратуры главным достижением этой миссии стало только то, что впервые в мире объект, созданный человеком достиг поверхности обратной стороны Луны. Полноценную съёмку данной области удалось сделать только пятому аппарату из программы «Лунар орбитер» запущенному в конце 1967 года — тогда, когда места будущих посадок «Аполлонов» были уже отсняты и учёным был дан карт-бланш на съёмки тех областей Луны, которые их более всего интересовали.
Топографическая карта Луны, видимой (слева) и обратной стороны (справа). Синим цветом на карте изображаются низменности, красным цветом изображены возвышенности.
Кратер Циолковский (на обратной стороне Луны) был предложен учёными как возможное место посадки Аполллона-18, а после отмены этой миссии — как место для посадки Аполллона-17. И хотя эту позицию также отстаивал единственный учёный побывавший на Луне (как раз в ходе этого последнего полёта Аполлона-17) геолог Харрисон Шмитт — это место для посадки посчитали слишком опасным и отказались от него в пользу долины Таурус-Литтров (которая возможно принесла учёным даже больший сюрприз, раскрыв следы вулканической деятельности).
Особенности строения и достопримечательности
Карта обратной стороны Луны
Обратная сторона Луны имеет более плотную концентрацию кратеров, чем видимая сторона. Так как Земля покрывает только 0,1% от неба на видимой стороне Луны, то версия с защитой Землёй видимой стороны считается маловероятной. На данный момент основной версией такого положения считается то, что гравитационное воздействие Земли вызывало в прошлом более активные геологические процессы на видимой стороне Луны, нежели на обратной. Вытекавшая в таких процессах лава закрывала собой кратеры на видимой стороне Луны, в то время как кратеры на обратной стороне остались практически не тронутыми.
Будущие исследования и возможность использования
На данный момент обратная сторона Луны представляет интерес как место для размещения радиотелескопов (так как толща Луны при этом будет экранировать паразитный сигнал, идущий от Земли) и в качестве места для добычи гелия-3 (так как видимая сторона частично экранируется Землёй от экспонирования солнечному ветру). На данный момент до поверхности обратной стороны Луны не добрался ни один человек или автоматический аппарат в рабочем состоянии, но по планам космической программы Китая уже до конца 2018 года на обратную сторону Луны должна приземлиться автоматическая межпланетная станция «Чанъэ-4» с вторым китайским луноходом.
Миссия NASA по возврату образцов в представлении художника
Однако наибольший интерес к Луне на данный момент проявляется в плане изучения её самой. Так китайская станция «Чанъэ-5» должна доставить образцы с горы Румкера которая имеет вулканическое происхождение. Также в Китае и США сейчас готовятся миссии по доставке образцов с южного полюса Луны, где по данным зонда «Чандраян-1» были обнаружены залежи воды. США в качестве места посадки своего аппарата указывает самый большой кратер на поверхности Луны — бассейн Южный полюс-Эйткен, находящийся в южной области обратной стороны Луны. Загадки происхождения Луны и её ресурсы продолжают ожидать человечество.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Источник
Невидимая сторона Луны
Тот факт, что величина лунного диаметра кажется нам почти всегда одинаковой, говорит о том, что расстояние Луны от Земли очень мало изменяется, — так оно и есть на самом деле. Причина этому, конечно, то, что Луна движется вокруг Земли по орбите, очень близкой к кругу.
Лунный месяц
Она обходит Землю приблизительно в двадцать семь с третью дней. Этот период составляет истинный месяц, то, что мы зовем лунным месяцем. По календарю в году считается двенадцать месяцев, но это сделано для удобства. На самом деле в нем тринадцать с небольшим; другими словами, в то время, как Земля один раз обходит вокруг Солнца, Луна обегает Землю немногим более тринадцати раз.
Но мы видим, что Луна, обходя Землю, всегда обращена к ней одной и той же стороной. В самом деле, мы никогда не видели и никогда не сможем увидеть больше половины поверхности Луны (или немножко больше половины).
Почему мы не видим всю Луну
Причиной этому является то, что Луна, двигаясь вокруг Земли, в то же самое время медленно вращается вокруг своей оси, — и полный оборот вокруг оси она делает за то же самое время, за какое она обходит вокруг Земли. Другими словами, лунные сутки продолжаются целый лунный месяц.
Следовательно, если кто-нибудь жил бы на Луне, то у него тоже был бы и день, и ночь, как и у нас на Земле, и по той же самой причине, то есть потому, что Луна вращается вокруг своей оси. Но так как Луна вращается очень медленно, то светлое время ее суток должно продолжаться около двух наших недель, а темное время, соответствующее нашей ночи, продолжается остальные две недели.
Что нам известно
Разумеется, что нам очень хотелось бы знать и другую сторону Луны, но мы можем быть вполне уверены, что если бы мы и могли ее видеть, то она оказалась бы совершенно такой же, как и та, которую мы видим. В настоящее время у нас имеются тщательно начерченные и сфотографированные карты Луны.
Роберт Болл сказал: «Астрономы знают поверхность Луны лучше, чем географы знают внутренние районы Африки. Каждое пятно на поверхности Луны, величиной более какой-нибудь деревни,
начерчено на карте, и все наиболее важные предметы названы».
Но мы на должны забывать, что это относится только к одной половине лунной поверхности. О другой мы еще ничего не знаем. Когда мы смотрим на карту Луны или когда мы ее рассматриваем в телескоп, то мы совсем не видим чего-либо похожего на тот лунный диск, напоминающий лицо, который нам так хорошо известен, но зато мы видим те детали его поверхности, которые придают ему вид лица.
Тёмные пространства
Поверхность Луны покрыта пятнами, самые большие из которых представляют собой большие темные пространства; эти пространства мы можем видеть даже невооруженным глазом. Древние астрономы назвали их «морями», хотя они и не содержат в себе воды. Мы видим также глубокие морщины, представляющие собой ряды гор, и большие кольца, называемые лунными цирками.
Не может быть сомнения в том, что многие местности возвышаются над поверхностью Луны, и даже значительно, потому что мы можем видеть их большие тени. Когда Луна совершенно полна и Солнце прямыми лучами освещает ее, то этих теней не видно. Хотя Луна бывает тогда очень красива для невооруженного глаза, но астроном не может изучать ее так же хорошо, как в другое время.
Тени предметов на Луне
Если мы хотим видеть лунную гору лучше всего, то мы должны наблюдать ее недалеко от границы между светом и тьмою на поверхности Луны. Солнечные лучи падают тогда отлого, и мы можем видеть форму горы, а по тени, которую она отбрасывает, мы можем судить о вышине ее.
Тени, отбрасываемые лунными горами, очень резки и отчетливы. Это происходит оттого, что на Луне нет атмосферы. Тени, отбрасываемые предметами на Земле, не бывают ни такими черными, ни такими резкими, так как воздух у нас рассеивает свет и отбрасывает некоторое количество его даже на самую черную из черных теней.
Вычисление высоты лунных гор
Нетрудно вычислить, как велик тот или другой предмет, если мы можем измерить длину его тени. Мы измеряем ее вечером, когда Солнце стоит невысоко на небе, и тогда, если мы знаем, как высоко было Солнце, то по длине тени мы можем вычислить, какова высота ее предмета.
Довольно легко определить расстояние, на которое простирается тень горы на Луне, и мы можем вычислить также, как высоко показалось бы Солнце для того, кто смотрел бы на него с этой части Луны. Таким образом мы можем измерить высоту горных вершин и окружность цирков Луны.
Мы встречаем на ней цирки пятьдесят, шестьдесят и более верст ширины. Некоторые из них обладают высокими стенами. В других местах вместо цирка мы находим большую равнину, иногда строго посредине, а иногда нет. Один из самых огромных цирков назван именем Коперника.
Источник