Луна – спутник Земли
Общие сведения о Луне
Луна – это единственный естественный спутник Земли.
Луна является наиболее близким к Солнцу спутником планеты, поскольку у Меркурия и Венеры нет спутников.
Луна состоит из коры, верхней мантии (астеносферы), средней мантии, нижней мантии и ядра.
Поверхность Луны покрыта реголитом – смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью.
Русское наименование Луна восходит к праславянскому «светлая». Греки называли спутник Земли Селеной, древние египтяне – Ях (Иях), вавилоняне – Син.
В 1984 году на Гавайской конференции по планетологии была коллективно выдвинута теория возникновения Луны, получившая название теории Гигантского столкновения. Она утверждает, что спутник возник 4,6 миллиарда лет назад после столкновения Земли с небесным телом Тейа.
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.
Луна вращается вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,32166 суток, постепенно удаляясь от нее вследствие приливного ускорения на 38 миллиметров в год, то есть ее орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.
3D-модель Луны
Физические характеристики Луны
Луна – пятый по размеру спутник Солнечной системы.
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 10 7 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 10 22 килограмм.
Сравнительные размеры Земли и Луны
Атмосфера Луны
Атмосфера Луны крайне разрежена, в ней присутствуют следы водорода, гелия, неона и аргона.
Когда поверхность не освещена Солнцем, содержание газов над ней не превышает 2 x 10 5 частиц на кубический сантиметр, а после восхода увеличивается на два порядка за счет дегазации грунта.
Исследование Луны
Уже во II веке до н. э. Гиппарх исследовал движение Луны по звездному небу, определив наклон лунной орбиты относительно эклиптики, размеры Луны и расстояние от Земли, а также выявил ряд особенностей движения.
Одну из первых лунных карт составил Джованни Риччиоли в 1651 году, он же дал названия крупным темным областям, именовав их «морями».
Новым этапом исследования Луны стало применение фотографии в астрономических наблюдениях, начиная с середины XIX века.
Впервые Луны достиг советский космический корабль «Луна-2» 13 сентября 1959 года.
Впервые удалось заглянуть на обратную сторону Луны в 1959 году, когда советская станция «Луна-3» пролетела над ней и сфотографировала невидимую с Земли часть ее поверхности.
Американская программа пилотируемого полета на Луну называлась «Apollo». Первая посадка произошла 20 июля 1969 года; последняя – в декабре 1972 года. Первым человеком, ступившим 21 июля 1969 года на поверхность Луны, стал американец Нил Армстронг, вторым – Эдвин Олдрин. Третий член экипажа Майкл Коллинз оставался в орбитальном модуле.
После того как в августе 1976 года советская станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта, следующий аппарат – японский спутник «Hiten» – полетел к Луне лишь в 1990 году.
В рамках исследования Луны в настоящее время работают несколько луноходов и орбитальных зондов разных государств.
Интересные факты о Луне
Луна является единственным внеземным астрономическим объектом, на котором побывал человек.
Юридический статус Луны описывает Соглашение о Луне от 1979 года, которое провозглашает принцип исключительно мирного использования Луны и других небесных тел, принцип равных прав всех государств на исследования небесных тел, принцип недопустимости претензии со стороны любого государства на распространение своего суверенитета на какое-либо небесное тело.
Земной диск висит в небе Луны почти неподвижно.
Гравитационное влияние Луны вызывает на Земле морские приливы и отливы. Максимальная амплитуда приливной волны на Земле наблюдается в заливе Фанди в Канаде и составляет 18 метров.
Хотя Луна и вращается вокруг своей оси, она всегда обращена к Земле одной и той же стороной, то есть обращение Луны вокруг Земли и вращение вокруг собственной оси синхронизировано.
Явление либрации, открытое Галилео Галилеем в 1635 году, позволяет наблюдать около 59 % лунной поверхности.
В отличие от Земли Луна не имеет глобального магнитного поля, однако намагниченные породы на ее поверхности создают небольшие локализованные защитные экраны.
Суперлуние – астрономическое явление, при котором момент прохождения Луной перигея совпадает с ее полной фазой.
Источник
Температура поверхности земли луны
Температуры на Луне экстремальны: от кипения до ужасного холода, в зависимости от того, где находится Солнце. На Луне нет значительной атмосферы, поэтому она не может изолировать поверхность от резких перепадов температуры.
Луна вращается вокруг своей оси в течение примерно 27 дней. Лунный день на одной стороне луны длится около 13 с половиной земных суток, а затем 13 с половиной земных суток длится лунная ночь. Когда солнечный свет попадает на поверхность Луны, температура может подниматься до 127 градусов Цельсия. Когда солнце опускается, температура может опуститься до минус 173 C. Температура меняются на всей поверхности Луны, поскольку как на ближней, так и дальней стороне бывает день и ночь.
Луна имеет наклон своей оси около 1,54 градусов — намного меньше, чем у Земли — 23,44 градуса. Это означает, что у Луны нет сезонов, подобных Земным. Однако из-за наклона на лунных полюсах есть места, которые никогда не видят дневного света.
Инструмент Diviner на орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter НАСА измеряя температуру на Луне получил такие данные: минус 238 C в кратерах на южном полюсе и минус 247 C в кратере на северном полюсе.
«Эти сверхнизкие температуры, насколько нам известно, являются самыми низкими, которые когда-либо были измерены в любой точке Солнечной системы, включая поверхность Плутона», — сказал Дэвид Пейдж в 2009 году, главный исследователь Diviner и профессор планетарной науки Лос-Анджелеса. С тех пор миссия NASA New Horizons установила диапазон температур Плутона от минус 240 до минус 217 C.
Ученые подозревали, что водяной лед может существовать в кратерах, которые находятся в постоянной тени. В 2010 году радар НАСА на борту космического корабля Индии «Чандраян-1» обнаружил водяной лед в более чем 40 небольших кратерах на северном полюсе Луны. Они предположили, что более 590 миллионов тонн водяного льда спрятались на дне этих кратеров.
«Анализируя данные, наша научная команда нашла водный лед, открытие, которое даст будущим миссиям новую цель для дальнейшего изучения и использования», сказал Джейсон Крусан, исполнительный директор программы Mini-RF для миссии NASA по космическим операциям в Вашингтоне.
Луна имеет богатое железом ядро с радиусом около 330 км. Температура в сердце Луны, вероятно, составляет от 1327 до 1427 C. Ядро нагревает внутренний слой расплавленной мантии, но она не достаточно горячая, чтобы согреть поверхность Луны. Поскольку лунное ядро меньше земного, то и внутренние температуры Луны не поднимаются так высоко как на Земле.
«Оно не так горячо как у Земли, потому что луна меньше — следовательно, ее внутреннее давление также меньше», — сказал планетарный ученый NASA Рене Уэббер во время онлайн-чата, организованного NASA. «Температура его, вероятно, ниже, чем температура в центре Земли».
Источник
Температура на Луне
График распределения температура на поверхности Луны
Какая температура на Луне? Узнайте распределение температуры на поверхности спутника по карте, влияние вращения оси, смена дня и ночи, значение темной стороны.
Луна переживает невероятно экстремальные температурные колебания: от кипятка до мороза. Все зависит от того, какая сторона освещена Солнцем. Земной спутник лишен атмосферы, поэтому не может удерживать тепло и равномерно распространять его по поверхности.
На вращение Луны вокруг оси уходит 27 дней, поэтому на день и ночь выпадает по 13.5 дней. На освещенной стороне градусник мог бы отметить 123°C. В это время темная сторона Луны охлаждается до температуры -153°C. Ниже можно изучить карту температуры поверхности Луны.
LRO (Diviner Lunar Radiometer) создал температурную карту поверхности южной полярной области. Это сведения за сентябрь и октябрь 2009 года, когда температура подходила к годовому максимуму. На карте видны сильно пострадавшие кратеры – потенциальные холодные ледяные ловушки
Земной спутник совершает обороты под наклоном оси в 1.54 градуса (23.44 у Земли), поэтому лишен привычных для нас времен года. Но наклон отводит определенные участки полюсов от Солнца и помещает их в вечную тень.
В кратерах лунная температура достигает -238°C в южном и -247°C на северном полюсах. Это максимально холодная температура, которую фиксировали в пределах Солнечной системы (даже холоднее Плутона). Исследователи думают, что в этих кратерах может скрываться лед.
Слои изоляции
Космонавты были в безопасности благодаря скафандрам. Костюмы оснащались несколькими слоями изоляционного материла, покрытого внешним слоем светоотражателей. Внутри находились также системы нагрева и охлаждения.
Температура ядра
Богатое на железо ядро достигает радиуса в 330 км. Его температура нагревается на 1327-1427°C. Оно прогревает внутренний слой расплавленной мантии. Но температуры не хватает, чтобы повысить градус на поверхности Луны.
Источник
Показатели температуры на Луне
Земля и ее спутник находятся на одинаковом отдалении от Солнца, но условия на их поверхностях различаются. Температура на Луне колеблется от экстремально высокой до крайне низкой. Разреженная атмосфера и многие другие параметры влияют на эти перепады. При этом температурные колебания лунных пород, располагающихся под поверхностным слоем, минимальны.
Температура ядра Луны
Радиус ядра спутника Земли составляет 330 км. Эта часть небесного тела почти на 80% состоит из железа. Средние показатели температуры ядра Луны составляют +1327…+1427°C. Высокая радиоактивность ядра способствует выделению тепла, разогревающего внутренний слой находящейся в жидком состоянии мантии.
От чего зависят показатели
Показатели на поверхности спутника зависят от следующих параметров:
- степень освещенности небесного тела;
- активность Солнца;
- уровень наклона;
- скорость вращения тела вокруг оси;
- особенности атмосферы и т.д.
Считается, что на показатели поверхности Луны незначительное влияние оказывают космические ветра.
Причина больших перепадов
Днем температура на солнечной стороне повышается до экстремальных значений. Ночью температурные показатели быстро падают. Это связано с особенностями движения этого небесного тела: процесс обращения Луны вокруг своей оси занимает 27 суток.
Уровень наклона составляет 1,54 градуса. Из-за этого на спутнике отсутствуют времена года. Климат почти не меняется на протяжении года. Луна вращается вокруг Земли, поэтому смена дня и ночи зависит от того, закрывает ли наша планета спутник или нет.
Таким образом, дневной и ночной периоды длятся по 13 дней и 12 часов. Кроме того, относительно стабильные низкие температуры наблюдаются на полюсах. На эти зоны почти не попадает солнечный свет. Солнечные лучи, которые все же попадают на полюса, отражаются, поэтому не прогревают поверхность. Наиболее высокая температура в дневной период наблюдается в экваториальной зоне.
Причина больших перепадов температур на поверхности также кроется в низкой плотности атмосферы. Считается, что она включает небольшое количество водяных паров и углекислого газа. Кроме того, в разреженной атмосфере этого тела присутствуют и другие парниковые газы, но их содержание невелико.
На Земле атмосфера препятствует потере тепла и сильному перегреву. У Луны нет такого защитного слоя, что способствует перегреву поверхности днем и критическому охлаждению ночью.
Диапазон температур
Температура на поверхности и динамика ее изменения учитываются специальными инфракрасными датчиками, располагающимися на выведенных на окололунную орбиту станциях. Полученные этими устройствами данные характеризуются высокой точностью.
Средняя температура поверхности Луны в дневное время составляет +127°C. При этом по мере приближения к полюсам она снижается и достигает +10…-15°C. Ночью почти на всей поверхности небесного тела она падает до -173°C. Рекордный порог снижения температуры зафиксирован в кратерах полюсов. Установлено, что на Южном полюсе она может падать до -238°C. В кратерах на Северном полюсе — может снижаться до -247°C.
На глубине более 1 м показатели остаются стабильными. Это связано с высокой плотностью пород. Почти везде здесь сохраняется вечная мерзлота, и даже в дневные часы породы не прогреваются до показателей выше -5°C. Считается, что на полюсах показатели теплопередачи намного ниже, т.к. солнечные лучи в этих областях не прогревают даже поверхностный слой.
Источник
Температура на Луне
Разрежённость атмосферы и особенности движения вокруг своей оси – причины того, почему температура на Луне скачет от чрезвычайно высокой до приближающейся к абсолютному нулю. По мнению многих учёных, колебания температурных показателей на спутнике нашей планеты предельные, такие не наблюдаются ни на одном другом теле Солнечной системы.
Температурный интервал
На ночной половине спутника значение температуры – до -173°C. Солнечная половина прогревается до +127°C, но точное значение определяется степенью освещения в разных точках небесного тела.
Температурный минимум отмечается на полюсах и на донной поверхности глубоких кратеров. Поскольку ось Луны образует с эклиптической плоскостью угол всего 1,5°, то на указанные участки никогда не попадает солнечное излучение. В глубине кратеров, находящихся на северном лунном полюсе, температура доходит до -248°C, то есть до значения, близкого к абсолютному нулю.
Когда спутник нашей планеты погружается в темноту во время полного солнечного затмения, длящегося 1,5 земных часа, температура на Луне резко снижается до -250, но быстро возвращается к исходному значению.
Как проводят измерения
Для проверки температурных показателей на Луне используют инфракрасные измерители, установленные на автоматических станциях, движущихся по орбите вокруг спутника либо прилунившихся. У передаваемых со станций показателей высокая степень достоверности.
Почему на Луне большие колебания температуры
Резкие температурные перепады – следствие вращения космического тела вокруг собственной оси. Период, за который спутник делает оборот, составляет 27 земных суток. Дни и ночи на Луне длятся по 13,5 суток, за это время лунная поверхность успевает экстремально нагреваться и охлаждаться.
Из-за того, что спутник наклонён всего на 1,5°, на нём нет смены сезонов. Климатические показатели стабильны в течение года. Устойчиво низкая температура на Луне держится на полюсах. Единичные солнечные лучи, доходящие до полюсов, отражает лунная поверхность, поэтому она не нагревается. А наиболее высокие дневные значения температуры отмечаются на лунном экваторе.
Причина значительной разницы между дневной и ночной температурой заключается в низкой плотности лунной атмосферы. Луну окружает разреженная оболочка, состоящая из углекислого газа, водяного пара и незначительного процента некоторых других газов.
Более плотная атмосфера Земли не даёт поверхности терять значительное количество тепла в ночные часы, чрезмерно нагреваться в дневные. Спутник нашей планеты лишён нормальной защиты в виде газовой оболочки, поэтому солнечные лучи нещадно палят дневную половину поверхности, а на ночной царят холод и темнота.
Температура ядра и поверхностных пород Луны
Диаметр ядра Луны – 330 км. Преобладающий элемент в составе – железо. Центр космического тела раскалён до +1425°C. Радиоактивного излучения ядра достаточно, чтобы держать в горячем и жидком состоянии средний слой – мантию.
Но радиоактивное излучение лунного ядра не настолько интенсивное, как земного. Выделяющегося в результате химических реакций тепла не хватает, чтобы оказывать влияние на поверхностный твёрдый слой. Поэтому температура слагающих лунную кору пород на метровой глубине составляет -35°C, стабильно держится на этой отметке.
Источник