Может ли у Луны появиться свой спутник, ведь она тоже обладает массой
У большинства планет Солнечной системы есть спутники, и часть из них имеет довольно внушительные размеры. В связи с этим возникает вопрос: а могут ли у них быть свои собственные спутники? Ведь они тоже обладают значительной массой и способны притягивать другие тела.
Согласно определению, естественный спутник планеты — это небесное тело, которое движется по орбите вокруг планеты под воздействием гравитации. Планета и ее спутник образуют пару, которая имеет центр масс. Чисто теоретически какое-нибудь небесное тело может попасть в поле действия спутника, обладающего значительной массой, и стать его спутником. Но в настоящее время естественные спутники, вращающиеся вокруг спутников планет, науке неизвестны. Хотя в отношении Луны, например, были проведены самые тщательные исследования, призванные обнаружить возможные спутники нашего спутника. Но в результате выяснилось, что это практически невозможно, а Луна имеет в качестве напарника лишь свою планету, то есть Землю.
Как полагают ученые, такая ситуация невозможна или возможна крайне непродолжительное время по ряду причин. Даже если спутнику удастся захватить какое-либо небесное тело, его орбита не будет устойчива. На новоиспеченный спутник будет оказано гравитационное воздействие не только спутника, но и его планеты, а также Солнца. В результате воздействия этих внешних факторов небесное тело недолго сможет удержаться на орбите вокруг спутника и будет либо притянуто к спутнику и «упадет» на него, либо покинет орбиту. Теоретически возможны варианты, когда новая система будет находиться в равновесии со всеми центрами притяжения, но подобные объекты пока не выявлены. Так, например, исследования Луны показали, что наш спутник не может обладать своими естественными спутниками с устойчивыми орбитами. Те небесные тела, которые были захвачены и стали вращаться на низких орбитах, близких к Луне, спустя непродолжительное время притягиваются к ней, а те, что оказались в силах преодолеть лунное притяжение, в конечном итоге попадают под воздействие гравитационных возмущений Земли и Солнца и покидает Луну. Но ряд теоретиков не исключает существования устойчивых орбит вокруг Луны, хотя и признает, что это возможно лишь в исключительных случаях и при очень маловероятном стечении обстоятельств.
В этой связи очень интересной кажется ситуация, сложившаяся вокруг спутника Сатурна — Реи. Рея является вторым по величине спутником газового гиганта. По ряду косвенных признаков было высказано предположение о том, что Рея может обладать собственными спутниками, а гипотетические орбиты со спутниками получили название кольца Реи. Предположение о наличии спутников было сделано после сигналов, полученных с космических аппаратов, наблюдавших за спутником Сатурна. Приборами было зафиксировано стабильное торможение электронов, которое может быть связано с наличием у Реи колец спутников. Но достоверных сведений о наличии спутников у Реи пока получить не удалось.
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
Видео: Что, если бы у Луны был свой спутник
Луна является спутником Земли. Она образовалась около 4,5 млрд лет назад из осколков планеты Тейи, которая когда-то кружила рядом с нашей планетой, но столкнулась с ней и разбилась. Однако это теория ученых не имеет научного подтверждения. Луна является единственным инопланетным телом, где побывал человек. С ней связано множество легенд и сказаний у разных народов мира. Авторы ролика, представленного ниже, решили пофантазировать о том, как бы измелилась жизнь людей, если бы у Луны был свой спутник или если бы у Земли было бы два спутника.
Луна вращается вокруг нашего голубого шара по орбите. Это позволяет ей держаться на расстоянии, чтобы не столкнуться с планетой. Область пространства вокруг спутника называется сферой Хилла. Она существует у Земли, но также она есть у других объектов. И у Луны тоже. Таким образом, у Луны может быть подспутник. Однако, по словам астрономов, подспутник будет постепенно приближаться к планете, пока не упадет на нее. Даже если бы у Луны был постоянный подспутник, то это никак бы не повлияло на Землю.
У самой планеты никогда не было двух спутников, хотя другие планеты нашей Солнечной системы имеют по несколько таких «соседей». Самое близкое, что у нас было — это квазиспутник (большой астероид). Его называли (3753) Круитни. Он пересекал орбиту Земли в 1986 году, и казалось, что он кружил вокруг нашей планеты, но, конечно же, это было не так — он вращался вокруг Солнца.
Гипотетически, если бы вокруг нашей родной планеты кружили две Луны, жизнь бы изменилась. Появление второй Луны вызвало бы сильные цунами, землетрясения и частые извержения вулканов. Кроме того, наблюдалось бы массовое вымирание живых существ. Две Луны создавали бы более яркий ночной свет, что привело бы к образованию новых видов животных. Для людей возможна была бы жизнь, но только вдали от побережья из-за гигантских волн.
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
У Луны появится спутник
Ничто не вечно под Луной. Вот и наш старый добрый, бесконечно одинокий естественный спутник, возможно, достаточно скоро обретёт постоянный искусственный сателлит под названием Deep Space Gateway. В последнее время не раз сообщалось о планах ведущих космических держав относительно колонизации Марса. А что же будет с освоением гораздо более близкой к нам Луны? В самом деле как-то несправедливо получается! Ведь полёт космического корабля до Луны на расстояние около 385 000 км при современном развитии космонавтики занимает около трёх суток, в то время как полёт в один конец на Марс требует около полугода: во время противостояния Красная планета сближается с Землёй до 55 000 000 км, а среднее расстояние составляет 140 000 000 км.
Лунные ворота для путешествий на Марс
И всё-таки в последнее время «несправедливость» по отношению к Луне сильно поколеблена. Дело в том, что 25–29 сентября 2017 года в австралийской Аделаиде состоялся очередной Международный астронавтический конгресс (IAC), во время которого лидеры НАСА и «Роскосмоса» сделали громкое заявление о развитии космического сотрудничества, в котором ключевым пунктом, помимо совместной эксплуатации МКС или изучения Марса и других планет Солнечной системы, является создание на окололунной орбите международной обитаемой космической станции – Deep Space Gаteway.
Слухи о планах сооружения космической станции на окололунной орбите начали распространяться ещё осенью 2016 года. Уже тогда сообщалось, что строительство космической базы около Луны, которое откроет своего рода «ворота» для путешествий на Марс и в дальний космос, может начаться в 2023 году.
Глава «Роскосмоса» Игорь Комаров так и заявил на недавно прошедшем форуме: «Мы договорились о том, что будем совместно участвовать в проекте создания новой международной окололунной станции Deep Space Gateway. На первом этапе будем строить орбитальную часть с дальнейшей перспективой применения отработанных технологий на поверхности Луны и впоследствии – Марса. Вывод первых модулей возможен в 2024–2026 годах».
Однако, скорее всего, число сторон этого проекта не ограничится только США и Россией. По мнению Игоря Комарова, в строительстве окололунной станции могут принять участие Китай, Индия, Бразилия, ЮАР и, возможно, некоторые другие страны.
В НАСА этот проект разрабатывается как база для изучения лунной поверхности, для высадок на Луну и её постепенной колонизации, а также как своего рода космический плацдарм для регулярной отправки грузов и космонавтов на Марс и другие планеты Солнечной системы. В качестве основной ракеты-носителя в НАСА предполагается использовать пока ещё не введённую в эксплуатацию систему Space Launch System (SLS) с кораблём Orion, испытание которых запланировано на 2019 год. При этом США рассчитывают, что на первом этапе строительства окололунной станции в качестве ракет-носителей могут быть использованы также и достаточно мощные российские современные ракетоносители «Протон-М» и «Ангара А5М». Кроме того, США очень надеются на участие частных аэрокосмических компаний в проекте лунной МКС (Илон Маск и т.д.).
Вклад «Роскосмоса» будет весом
На втором этапе этого проекта Россия могла бы предоставить для лунной МКС несколько универсальных модулей и обеспечить разработку и внедрение новых, чётко стандартизированных стыковочных механизмов для всех космических кораблей, которые будут направляться к Луне. А для доставки российских модулей на орбиту вокруг Луны в дальней перспективе может быть задействована пока ещё только разрабатываемая в РКК «Энергия» отечественная ракета сверхтяжёлого класса, способная забрасывать на околоземную орбиту до 100 тонн полезного груза, а на окололунную – до 20 тонн. Кроме того, Россия вполне могла бы создать специально для станции Deep Space Gаteway новые жилые модули. Так что наш вклад в создание и обеспечение лунной МКС в принципе может быть очень весом.
Но главное, именно «Роскосмос» может и, скорее всего, возьмётся разработать один из самых важных узлов планируемой станции – шлюзовой модуль для входа и выхода в открытый космос. Очень похоже, что именно те огромные затраты, которые потребуются от всех космических держав на освоение Луны, вынуждают их заранее объединять усилия и финансы в этом непростом и нелёгком деле.
Любопытно, что уже на этапе общего согласования задач и характеристик лунной МКС становятся известны технические детали того, как на самом деле будет выглядеть станция на окололунной орбите. И даже высказываются предположения, что строительством одной МКС на орбите вокруг Луны нам, землянам, обойтись вряд ли удастся. Разработки такого рода проектов ведутся разными космическими агентствами и державами Земли уже много лет, и все сходятся на том, что вокруг Луны надо будет построить как минимум две находящиеся на разных орбитах станции. Станция «ближнего действия» будет вращаться вокруг Луны на расстоянии около 100 километров, чтобы обеспечивать полёты на саму Луну и обратно. А станция «дальнего действия», находящаяся на высокой (порядка 1000 километров) эллиптической орбите, будет использоваться как плацдарм для полётов на Марс, в пояс астероидов, вообще по Солнечной системе и даже для полётов в дальний космос. Сами по себе эти международные станции (для реализации столь дорогостоящего проекта потребуются одновременные усилия многих стран) первое время (где-то в 2024–2026 годах) будут заметно меньше знакомой нам МКС. Наиболее вероятно, что они будут первоначально состоять из одного большого или из двух малых жилых модулей, одновременно вмещающих до четырёх космонавтов.
Время пребывания сменных экипажей на каждой из станций, согласно начальным планам, вряд ли будет превышать несколько месяцев, от силы один год. Однако это будет происходить лишь на первом этапе строительства и эксплуатации лунных орбитальных станций. А на втором этапе (уже где-то в 30-х – 40-х годах) развития двух окололунных станций начнётся их регулярная достройка. С помощью сверхтяжёлых ракетоносителей НАСА и «Роскосмоса» туда будут доставлены новые модули, создающие большие возможности для работы различных кораблей и экипажей. Причём одна часть из них будет заниматься изучением и освоением Луны, а другая направит свои усилия на колонизацию Марса и в дальней перспективе – всей Солнечной системы и нашего сектора Галактики.
Итак, общая договорённость между НАСА и «Роскосмосом» о строительстве космической станции (возможно, двух станций) на окололунной орбите достигнута. К данной идее, скорее всего, примкнут в ближайшее время страны БРИКС, ЕС, Япония и кое-кто ещё. Кооперироваться землянам придётся очень серьёзно, учитывая колоссальные расходы на реализацию такого суперпроекта.
Александр Зинковский
Фотография: Shutterstock.com
Продолжение читайте в №1/2018 журнала «Чудеса и приключения», стр. 30-33
Источник