Почему у Луны нет своего спутника?
Астрономы почти наверняка утверждают, что у нашей Луны нет собственных спутников. Но это не значит, что это физически невозможно. В конце концов, NASA успешно запустило космический корабль на орбиту нашей Луны, который пролил свет на действие физических законов.
Хотя астрономы обнаружили некоторые астероиды со своими спутниками, присутствие родительской планеты, наделенной сильным гравитационным зарядом, очень мешало бы Луне управлять собственным спутником, говорит астроном Сет Шостак. «Между Луной и Землей должно быть большое пространство», — продолжает он. Находясь далеко от нее, Луна могла бы поддерживать собственный спутник.
Вне поля зрения
Подобные условия могут возникнуть в звездных системах, далеких от наших, но в то время как были обнаружены сотни экзопланет, для обнаружения экзоспутников потребуются десятилетия, а уж об обнаружение собственные спутников у этих лун не может быть и речи. Наши современные методы обнаружения планет, такие как использование возможности прохождения одной из них по пути звезды, позволяют нам видеть огромные планеты размером с Юпитер или скалистые планеты размером с Землю, но не их спутники.
Даже если астрономам удалось обнаружить спутник, который будет иметь собственный спутник, он, вероятно, долго существовать не будет. «Приливные силы планеты дестабилизирует орбиту второго спутника, выбросив его», — говорит Уэбстер Кэш, профессор Университета Колорадо. Собственный спутник у луны — это эфемерное явление.
Источник
Могут ли у Луны быть спутники?
Во-первых, считается, что у нас совершенно субъективное представление о том, что такое спутник. Луна вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца, а Солнце вращается вокруг центра Млечного Пути, который вращается в Местной группе галактик, являющейся частью сверхскопления Девы. Движения объектов в космосе действуют как набор матрешек – вещи вращаются вокруг вещей, которые в свою очередь вращаются вокруг других вещей. Поэтому, возможно, лучше спросить: может ли любой из спутников Солнечной системы иметь свои собственные спутники? На самом деле, один может.
Прямо сейчас, Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO, Лунный орбитальный зонд) НАСА, удачно вращается вокруг Луны, фотографируя местность в высоком разрешении. Но люди послали его к Луне, и, как и все искусственные спутники, отправленные туда в прошлом, он обречен. Ни один спутник, отправленный к Луне, никогда не облетал ее дольше нескольких лет, прежде чем ударится о лунную поверхность. В теории, можно получить спутник, кружащийся несколько сотен лет вокруг Луны.
Но почему? Почему мы не можем сделать спутник для нашей Луны? Это все сводится к тяжести и приливным силам. Каждый объект во Вселенной находится в окружении невидимой сферы тяжести. Все, что внутри этой силы, называемое астрономами «сфера Хилла», будет иметь тенденцию к вращению вокруг объекта.
Так что, если Луна расположится где-то в космосе без каких-либо взаимодействий, она легко может иметь несколько спутников, вращающихся вокруг нее. Но возникают проблемы, когда есть перекрывающие сферу влияния. Сила тяжести от Земли связывается с действием силы тяжести Луны.
Хотя космический аппарат может вращаться вокруг Луны некоторое время, но он просто не стабилен. Приливные силы заставляют орбиту космического корабля распадаться, пока аппарат не упадет. Но далее в Солнечной системе есть крошечные астероиды с еще более крошечными спутниками. Это возможно из-за того, что они так далеки от Солнца. Если перенести эти астероиды ближе к Солнцу — кто-то потеряет спутник.
Объектом с наибольшей сферой Хилла в Солнечной системе является Нептун. Потому что он так далеко от Солнца, и он настолько массивный, что может по-настоящему существенно влиять на свое окружение.
НАСА рассматривает миссию по захвату астероида и помещение его на орбиту вокруг Луны. Это безопаснее, чем на орбите Земли, и достаточно близко, чтобы извлекать ресурсы. Но без какой-либо орбитальной поддержки эти приливные силы, в конечном счете, уронят его на Луну.
Источник
Лунная GPS: Европейское космическое агентство оснастит Луну системой спутников
Европейское космическое агентство (ESA) начало разработку системы из группы спутников, которая будет вращаться вокруг Луны и предоставлять навигационные и телекоммуникационные услуги исследователям.
Если все пойдет по плану, новая система может появиться в конце 2020-х годов, всего через несколько лет после ожидаемой посадки пилотируемой миссии NASA Artemis 3 возле южного полюса Луны.
В ESA полагают, что Луна в ближайшие годы станет довольно оживленным местом не только благодаря исследователям, но и благодаря коммерческим компаниям. Новый проект, получивший название «Лунный свет», упростит и удешевит расцвет молодой лунной экономики, заявили в ESA.
На данный момент ESA заключило контракты с двумя европейскими промышленными консорциумами – SSTL и Telespazio – на изучение осуществимости такого предприятия в течение следующих полутора лет.
В настоящее время для поддержки одной лунной миссии требуется сеть больших наземных антенн для дальней космической связи, которые отслеживают и определяют положение орбитального аппарата или посадочного модуля. Но такой способ работы – медленный и дорогостоящий, сказал на пресс-конференции Пол Верхоэф, директор по навигации ESA.
Точность данных позиционирования далека от аналогичной на Земле – всего лишь от 500 метров до пяти километров. Для сравнения, точность Глобальной системы позиционирования США (GPS) составляет от 30 сантиметров до пяти метров. Более того, каждый посадочный модуль должен нести около 40 кг подсистем навигации.
По словам Верхоэфа, с установленной лунной навигационной спутниковой системой будущим лунным аппаратам потребуется только простой приемник и высотомер, чтобы безопасно совершить посадку.
«Уменьшение веса и объема аппаратуры затем будет использовано для установки дополнительных инструментов на ваш посадочный модуль и доставки их на Луну», – добавил Верхоэф.
На начальном этапе в ESA хотят воспользоваться множеством навигационных спутников, которые уже вращаются вокруг Земли. Помимо сети GPS США, существуют еще три глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS), обеспечивающие жителей планеты высокоточными данными о местоположении: европейская Galileo, российская Glonass и китайская Beidou. Все эти спутники могут передавать полезные данные транспортным средствам на Луне.
Верхоэф заявил, что лунная навигационная группировка, вероятно, будет состоять из трех или четырех спутников с возможным добавлением дополнительных.
«С тремя или четырьмя спутниками мы уже можем сделать довольно много. На данный момент у нас цель – обеспечить точность в 100 метров и, возможно, лучше. Мы думаем, что сможем достичь точности в 30 метров», – отмечает Верхоэф.
По словам директора SSTL Фила Браунетта, создание общей навигационной и телекоммуникационной сети для Луны, послужит катализатором для новых исследовательских миссий не только странами-членами ESA, но и международными партнерами. «Мы видим, что это значительно снизит стоимость и сложность последующих экспедиций», – говорит он.
8 нетуристических мест заповедной Сибири
Московский бит: путешествуем с Gett
Отдых в гармонии с природой: как развивается Красная Поляна
Источник
Почему у Луны нет своего естественного спутника?
Луна для луны. Теоретически, четыре луны в Солнечной системе могли бы иметь свои собственные меньшие спутники — земная Луна, Титан, Япет и Каллисто. Согласно новым расчетам, все четыре луны являются достаточно большими и расположены достаточно далеко от своих планет, чтобы обеспечить стабильные условия для собственных сублун. И пусть даже до сих пор такие сублуны обнаружены не были, они вполне могли бы существовать, в том числе и в системах экзопланет, считают астрономы.
Земная Луна вполне могла бы обеспечить стабильную орбиту своему естественному спутнику. Но почему же у Луны нет сублуны? © NASA
В Солнечной системе лун существует достаточно — до сих пор астрономам известны 175 таких естественных спутников. Некоторые из них были захвачены своими планетами, другие же образовались, как и наша земная Луна, в результате столкновений. У газовых гигантов многие луны, вероятно, образовались вместе со своей планетой в результате гравитационного коллапса части изначального облака. И нельзя не упомянуть, что астрономам уже удалось обнаружить свои луны не только возле экзопланет, но даже около некоторых астероидов.
Важны размеры и расстояние
Но при всем этом открытым до сих пор остается вопрос: могут ли и луны, в свою очередь, иметь собственные естественные спутники, то есть сублуны? «Планеты вращаются вокруг звезд, а луны вращаются вокруг планет, поэтому заданный вопрос выглядит вполне логичным», — говорит Шон Рэймонд из Университета Бордо. В сотрудничестве со своей коллегой Джуной Коллмайер из Института Карнеги в Вашингтоне, оба астронома занялись исследованием этого с помощью астрофизических моделей.
Стабильные сублуны возле Юпитера, Сатурна, Земли и экзопланеты Кеплер 1625b. © MNRAS/ Sean Raymond
Результат оказался таковым: сублуны действительно возможны. «Сублуны размером около десяти километров вполне могут выживать, обращаясь вокруг больших лун размером более сотни километров, если орбиты последних достаточно широки», — сообщают исследователи. Ведь если луна вращается слишком близко к своей планете, приливные силы делают орбиты сублун нестабильными — они либо падают на свою луну, либо выбрасываются в космос.
Титан, Япет, Каллисто и земная луна
Но что это может значить для нашей Солнечной системы? На самом деле, утверждают Рэймонд и Коллмайер, многие луны слишком малы или слишком близки к своим планетам, чтобы иметь собственные сублуны. Но при этом существуют и четыре естественных спутника, которые теоретически могли бы иметь свой спутник, обеспечивая при этом его стабильную орбиту. К таковым относятся две луны Сатурна — Титан и Япет, юпитерианская луна Каллисто, а также наша земная Луна.
Но почему же тогда у этих лун сублуны отсутствуют? Ведь до сих пор астрономы так и не смогли обнаружить меньшие по размерам спутники возле всех этих четырех небесных тел. Но, как минимум, в случае с земной Луной возможных причин такого отсутствия может быть несколько. Так, например, масса лунной коры распределена неравномерно — кора нашего путника толще с противоположной от Земли стороны. Это приводит к гравитационным колебаниям, которые могли бы дестабилизировать орбиту сублуны, утверждают исследователи.
Выброшены лунной миграцией?
Следующий фактор: многие луны с течением времени изменяли свои орбиты — в том числе и земная Луна. Она увеличила расстояние до Земли с изначально нескольких радиусов Земли примерно до 60 земных радиусов. «Но сублуны вокруг Луны могут быть стабильными только тогда, когда расстояние от Луны до Земли превышает 30 земных радиусов», объясняют ученые. В то время, когда возникновение сублуны было бы наиболее вероятным, она просто не смогла бы удержаться на своей орбите.
Так могла бы выглядеть система с сублуной земного типа. © Sean Raymond
Другая причина, по которой сублуны в процессе существования могут быть впоследствии потеряны, это гравитационные влияния соседних лун или колец, утверждают Раймонд и Коллмайер. Например, внутренние спутники Юпитера Ио, Европа и Ганимед вращаются под влиянием колец и друг друга — их орбитальные периоды находятся в соотношении 4 : 2 : 1. В то же время, эти гравитационные воздействия способны дестабилизировать сублуны.
Лунная станция как искусственная сублуна
Даже если в Солнечной системе сегодня уже не существует известных сублун, то, как минимум, для естественного спутника Земли это исследование может иметь вполне практическую пользу. Если в будущем вокруг Луны будут вращаться космические станции, то они смогут делать это как искусственные сублуны на устойчивой орбите. Кроме того, астрономы теперь знают где нужно будет искать в будущем возле экзопланет и их спутников, так сказать, спутники второго порядка.
Интересно при этом и то, что гипотетический спутник луны такого экстрасолярного газового гиганта, как Kepler 1625b, мог бы обеспечить полностью пригодные условия для жизни, считает Рэймонд. «Сублуна в такой системе выглядела бы как Пандора из «Аватара», за исключением того, что большая планета в небе оказалась бы луной размером с Нептун центральной планеты, подобной Юпитеру», — говорит исследователь. — «И такая сублуна вполне могла бы выглядеть, как потенциальная и пригодная для жизни мини-Земля».
Источник
Может ли у Луны быть спутник и почему его не видно?
Может ли луна иметь луну? Ответ чрезвычайно прост: да! — несколько Аполлонов и не только вращаются вокруг Луны.. Ах, так вы об естественном спутнике? — черт, тут тоже ответ положительный! Правда, такое бывает не всегда, поэтому мы еще не нашли ни одного спутника со спутниками.
Сначала, давайте разберемся с тем, что такое луна. Ну, это объект, который вращается вокруг планеты, которая вращается вокруг звезды.
А что же может вращаться вокруг луны? — такого термина еще введено не было, поэтому я предпочитаю называть ее сублуной
Они могут существовать, об этом я уже говорил. Для этого требуются определенные условия. А именно сегодня мы обсудим гравитацию.
Приведем в пример Землю и Луну — Земля массивнее Луны в 80 раз. Т.е. если поместить какое-нибудь тело на широкую орбиту Луны, Земная гравитация вырвет этот объект у Луны и сделает его своим спутником.
Чем дальше будет находиться наша сублуна от луны, тем больше вероятность, что планета притянет сублуну к себе.
Этот эффект можно смоделировать. С помощью симуляции мы обнаружим, что вокруг луны есть объем, в котором влияние луны намного сильнее, чем влияние планеты (сублуна стабильна) — этот объем пространства называется сферой Хилла . Она зависит от массы планеты, массы луны и расстояния планеты от луны. Например, сфера Хилла Земли имеет радиус около 1,5 миллиона километров, когда наша Луна всего в 384 тысячах от нас. У Луны же сфера Хилла равна 28 000 км, что довольно много — весьма вероятно, что она может перехватить какой-нибудь астероид и сделать его своим спутником.
Но есть и другая проблема — гравитация ослабевает с расстоянием, поэтому объект может ощущать разную силу тяжести по всей своей ширине. Если это различие становится слишком большим, объект может разорваться. Данное критическое расстояние называется пределом Роша . Предел зависит от массы двух участвующих объектов и размера меньшего из них. Поэтому, данный предел перечеркивает возможное наличие сублун у многих лун нормального размера: сублуны будут просто разрываться.
Астрономы решили проверить, возможно ли где-нибудь в Солнечной Системе завести свою сублуну? Давайте посмотрим далее..
Оказывается, даже со сферой Хилла многие луны не смогли справиться: она просто находилась внутри луны (это связано с малой массой).
Но вот список лун, способных иметь сублуны: Луна, спутники Сатурна Титан (массивен), Япет, а также спутник Юпитера Каллисто (Япет и Каллисто слишком далеки от своих планет). Наша Луна — сочетание обеих причин.
Кстати, у Япета есть горный хребет, тянущийся по всему экватору — это могло произойти только из-за медленного столкновения сублуны об поверхность Япета.. Впрочем, не будем ничего загадывать.
За вопросом о субмунах может последовать: «А почему мы тогда их не видим?» — очень просто и интуитивно понятно, ведь они крохотные. До сих пор мы находим луны планет Солнечной Системы, а уже о более мелких структурах можно молчать.
Впрочем, видеть их мы не сможем впринципе — сформировать тройную систему из планеты, луны и сублуны очень трудно — распределение газа должно быть хаотичным. Насчет захвата астероида — невероятно редкое событие. Но, надеюсь, на вопрос статьи я все же ответил.
Спасибо за прочтение статьи, ставьте лайк/дизлайк, задавайте вопросы в комментариях.
Вселенная Айлашкерского — исследуем космос вместе!
Источник