Луна

Общие сведения

Из всех небесных объектов Луну проще всего найти на ночном небе (если конечно наблюдение происходит не в новолуние). Период обращения Луны вокруг Земли составляет – 27,3 суток, столько же времени занимает и оборот вокруг своей оси, вследствие чего Луна всегда повернута к нам одной и той же стороной. Мы видим Луну из-за отражения солнечного света от ее поверхности. Фаза Луны (видимая форма Луны) зависит от ее положения по отношению к Земле и Солнцу.

Несмотря на то, что Луна – это спутник, по своим размерам она превышает карликовую планету Плутон (лишь четыре других спутника в Солнечной системе еще больше). Существуют различные теории об образовании Луны, но последние данные показывают, что Луна образовалась при столкновении нашей планеты с небесным телом размером с Марс и массой примерно 10 процентов от массы Земли.

Орбитальные характеристики

Среднее расстояние от Земли: 384 400 км

Перигей: 363 300 км

Апогей: 405 500 км


Строение

Луна, вероятно, имеет небольшое ядро диаметром примерно 680 километров, масса которого составляет ​​всего от 1 до 2 процентов от массы Луны. Ядро, скорее всего, состоит в основном из железа, но также может содержать большое количество серы и других элементов.

Мантия толщиной около 1330 км состоит из плотных горных пород, богатых железом и магнием. Четыре миллиарда лет назад, вышедшая на поверхность магма породила интенсивную вулканическую активность, продолжавшуюся более миллиарда лет и завершившуюся менее трех миллиардов лет назад.

Толщина лунной коры составляет в среднем около 70 километров. Внешняя часть коры сильно повреждена ударами метеоритов до глубины около 9,6 км. Поверхность Луны, образованная из скальных пород, вся испещрена кратерами, образованными при падениях астероидов на протяжении миллионов лет. На Луне нет дождей, поэтому кратеры не размывается. В составе лунной поверхности примерно 43 процентов кислорода, 20 процентов кремния, 19 процентов магния, 10 процентов железа, 3 процента кальция, 3 процента алюминия, 0,42 процента хрома, 0,18 процентов титана и 0,12 процента марганца.

Атмосфера

Луна практически не имеет атмосферы, поэтому слой пыли или следы могут оставаться неповрежденными на протяжении столетий. Без атмосферы, тепло не сохраняется у поверхности, отсюда огромный перепад температур. Дневная температура на солнечной стороне Луны достигает +117°C, темная сторона охлаждается до −240°C.


Приливные эффекты

Гравитации Луны вызывает повышения и понижения уровня моря, известные как приливы и отливы. В гораздо меньшей степени, приливы и отливы образуются в озерах, в атмосфере, и даже в земной коре.

Максимальный уровень поверхности воды во время прилива называется полной водой, а минимальный во время отлива – малой водой. В океане, где дно ровное, а суша далеко, полная вода проявляется как два «вздутия» водной поверхности: одно из них находится со стороны Луны, а другое – в противоположном конце земного шара. Между этими двумя вздутиями образуются отливы. Так как Луна перемещается относительно Земли, вместе с ней перемещаются и водные горбы, образуя приливные волны и приливные течения.

Притяжение Луны также замедляет вращение Земли, эффект, известный как приливное торможение, который увеличивает длину наших дней на 2,3 миллисекунды в столетие. Энергию, что теряет Земля «подбирает» Луна, увеличивая ее расстояние от Земли на 3,8 сантиметра в год.

Гравитационное воздействие Луны, возможно, было одним из факторов сделавших Землю пригодной для жизни планетой, которое смягчило степень колебаний в наклоне Земной оси, что привело к существованию относительно стабильного климата на протяжении миллиардов лет, благодаря чему жизнь могла процветать.


Затмения

Во время затмений Луна, Земля и Солнце располагаются на одной почти прямой линии. Лунное затмение происходит, когда Земля попадает между Солнцем и Луной, и тень Земли падает на Луну. Лунное затмение может произойти только во время полнолуния. Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает непосредственно между Солнцем и Землей, и тень Луны падает на наблюдателя. Солнечное затмение может произойти только во время новолуния.


Сезоны

Ось вращения Земли наклонена по отношению к плоскости эклиптики (плоскость земной орбиты). Это означает, что северное и южное полушария иногда располагаются в направлении Солнца или в противоположном направлении. Таким образом, в зависимости от времени года, изменяется количества света, которое каждое полушарие получает, что в свою очередь вызывает смену времен года. Наклон оси Земли составляет около 23,5 градусов, но наклон лунной оси лишь примерно 1,5 градуса. Неудивительно, что на Луне практически не бывает смены сезонов.


Исследования Луны

Луна, самый яркий объект на ночном небе, служил человечеству средством измерения временных промежутков на протяжении тысячелетий. Например, календарный месяц – это примерное время от одного полнолуния до следующего. Некоторые люди в древности считали, что Луна это чаша, другие думали, что это зеркало, в котором отражаются земли и моря. Но уже древнегреческие философы знали, что Луна это шар, вращающийся по орбите вокруг Земли, а лунный свет – это отраженный свет Солнца. Греки также считали, что темные участки на Луне являются морями, а светлые землями. Эти наименования дошли до наших дней: maria – моря (темные, равнинные местности) и terrae – материки (более светлые, гористые участки).

Легендарный ученый Галилей был первым, кто использовал телескоп, для научных наблюдений Луны. Его описания горной поверхности в 1609 году сильно отличались от господствующего в его время убеждения, что Луна – гладкая. В 1959 году Советский Союз запустил первый космический аппарат для изучения лунной поверхности, которые передал первые фотографии невидимой стороны. В 1970 и 1973 годах Луна исследовалась с помощью советских дистанционно управляемых самоходных аппаратов «Луноход-1» и «Луноход-2». В 1969 году Соединенные Штаты высадили первых астронавтов на Луне. Всего в ходе осуществления проекта Аполлон (1969-1972 годы) было собрано 382 килограмма лунного грунта. Еще примерно 300 грамм было доставлено советскими автоматическими станциями «Луна-16», «Луна-20» и «Луна-24». Луна по-прежнему остается единственным космическим телом, которое посещал человек.

После длительного затишья, лунные исследования возобновились в 1990-х годах, когда в США были запущены космические аппараты Clementine и Lunar Prospector. Научные данные переданные этими аппаратами позволили предложить о наличии воды на полюсах Луны. Дальнейшие доказательства были получены после совместного запуска автоматических межпланетных станций Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO – лунный орбитальный зонд) и Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS – космический аппарат для наблюдения и зондирования лунных кратеров).

В 2011 году на основе данных LRO была создана подробная карта лунной поверхности.