Луна


Луна.

 

 

Луна – это небесное тело, которое обращается по орбите вокруг планеты Земля в космическом пространстве. Луна является естественным и самым близким спутником к Солнцу относительно спутников других планет.

 

Описание Луны. Астрономические характеристики Луны. Движение Луны

Физические характеристики Луны

Параметры орбиты Луны. Орбитальные характеристики Луны

Фазы Луны

Лунное и солнечное затмение и их астрономические условия

Факты о Луне

Атмосфера и температура Луны

Строение Луны и ее особенности. Поверхность Луны

 




Описание Луны. Астрономические характеристики Луны. Движение Луны:

Луна — единственный естественный спутник Земли. Луна – самый близкий к Солнцу спутник планеты, так как у ближайших к Солнцу планет (Меркурия и Венеры) их нет.

Видимая звёздная величина полной Луны на земном небе — −12,71m. Луна – второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца.

Расстояние между Луной и Землёй меняется от 363 104 км до 405 696 км. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км (0,002 57 а. е., ~ 30 диаметров Земли). Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите. Эксцентриситет орбиты ярко выражен и составляет 0,0549. Это приводит к тому, что видимый диаметр Луны постоянно меняется от 29 до 32 угловых минут. Луна обращается по своей орбите вокруг Земли с периодом 27 дней 7 часов 43 минут 11,5 секунд. В перигее Луна находится в 356400 – 370400 км от Земли, в апогее – в 404 000 – 406 700 км. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 5,145°. Средняя скорость движения планеты по орбите – 1,023 км/с.

Фигура, образованная физической поверхностью Луны очень близка к правильной сфере со средним радиусом 1737,5 км. Центр этой фигуры сдвинут относительно центра масс Луны примерно на 2 км в сторону Земли. Площадь поверхности лунного шара составляет около 38 млн. кв. км, что составляет лишь 0,074 площади земной поверхности. Объем лунного шара равен 22 млрд. куб. км или 0,02 от объема Земли.

Соотношение масс Луны и Земли составляет 1:81,3. Если принять массу Земли равной 5,977 · 1024 кг, то масса Луны составит 7,35 · 1022 кг. По данным о размерах и массе Луны можно подсчитать ее среднюю плотность – 3,34 г/см3, что значительно меньше средней плотности Земли (5,52 г/см3).

Ускорение свободного падения на Луне равно 1,62 м/с², на Земле – 9,81 м/с2.  Получается, что сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле, поэтому человек находясь на ее поверхности, будет ощущать, что его тело как бы утратило часть своего веса. Вторая космическая скорость на Луне – 2,38 км/с, на Земле – 11,19 км/с.

Большая часть одной и той же стороны Луны всегда обращена к Земле за счет синхронного вращения (приливный захват). Такое происходит, когда период обращения спутника вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела. При этом спутник всегда обращён к центральному телу одной и той же стороной, поскольку он обращается вокруг своей оси за то же время, которое ему требуется, чтобы обернуться по орбите вокруг своего партнёра.

Движение Луны вокруг Земли можно представить как сочетание нескольких движений:

– обращение вокруг Земли по эллиптической орбите с периодом 27,32166 суток, это так называемый сидерический месяц (то есть движение измерено относительно звёзд);

– поворот плоскости лунной орбиты: её узлы (точки пересечения орбиты с эклиптикой) смещаются на запад, делая полный оборот за 18,6 лет. Это движение является прецессионным;

– поворот большой оси лунной орбиты (линии апсид) с периодом 8,8 лет (происходит в противоположном направлении, чем указанное выше движение узлов, то есть долгота перигея увеличивается);

– периодическое изменение наклона лунной орбиты по отношению к эклиптике от 4°59′ до 5°19′;

– периодическое изменение размеров лунной орбиты: перигея от 356,41 до 369,96 тыс. км, апогея от 404,18 до 406,74 тыс. км;

– постепенное удаление Луны от Земли вследствие приливного ускорения (на 38 мм в год), таким образом, её орбита представляет собой медленно раскручивающуюся спираль.

Луна является единственным внеземным астрономическим объектом, на котором побывал человек.

У Луны отсутствует магнитное поле.

 


Физические характеристики Луны:

Луна Земля Соотношение
(Луна / Земля)
Масса (1024 кг) 0,07346 5,9724 0,0123
Объем (1010 км3) 2,1968 108,321 0,0203
Экваториальный радиус (км) 1738,1 6378,1 0,2725
Полярный радиус (км) 1736,0 6356,8 0,2731
Объемный средний радиус (км) 1737,4 6371,0 0,2727
Эллиптичность 0,0012 0,00335 0,36
Средняя плотность (кг /м3) 3344 5514 0,606
Поверхностная сила тяжести (м /с2) 1,62 9,80 0,165
Поверхностное ускорение (м /с2) 1,62 9,78 0,166
Скорость побега (км /с) 2,38 11,2 0,213
GM (x 106 км32) 0,00490 0,39860 0,0123
Альбедо Бонда 0,11 0,306 0,360
Геометрическое альбедо 0,12 0,434 0,28
Величина V-диапазона V (1,0) -0,08 -3,99
Солнечная освещенность (Вт/м2) 1361,0 1361,0 +1,000
Температура черного тела (К) 270,4 254,0 1,065
Топографический диапазон (км) 13 20 0,650
Момент инерции (I / MR2) 0,394 0,3308 1,191
J2 (х 10-6) 202,7 1082,63 0,187

 


Параметры орбиты Луны. Орбитальные характеристики Луны:

Большая полуось (106 км) 0,3844
Перигей (106 км) 0,3633
Апогей (106 км) 0,4055
Период революции (дни) 27,3217
Синодический период (дни) 29,53
Средняя орбитальная скорость (км/с) 1,022
Макс. орбитальная скорость (км/с) 1,082
Минимум орбитальная скорость (км/с) 0,970
Склонность к эклиптике (град) 5,145
Наклон к экватору Земли (град) 18,28 – 28,58
Эксцентриситет орбиты 0,0549
Период звездного вращения (час) 655,728
Склонение к орбите (град) 6,68
Скорость спада от Земли (см/год) 3,8

 


Фазы Луны:

Луна не светится сама, а лишь отражает солнечный свет. С Земли видна только освещённая Солнцем часть лунной поверхности.

Фазы Луны — периодическое изменение вида освещённой Солнцем части Луны на земном небе. Продолжительность полной смены фаз Луны (так называемый синодический месяц) непостоянна из-за эллиптичности лунной орбиты, и варьируется от 29,25 до 29,83 земных солнечных суток. Средний синодический месяц составляет 29,5305882 суток (29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды).

Поскольку Луна — сферическое тело, при её освещении сбоку возникает «серп».  Видимая сторона Луны освещается Солнцем по-разному, в зависимости от положения Луны на орбите. Освещённая сторона Луны всегда указывает в сторону Солнца, даже если оно скрыто за горизонтом. Таким образом, освещённость этой лицевой стороны может варьироваться от 0 % (при новолунии) до 100 % (при полнолунии). В фазах Луны, близких к новолунию, то есть в начале первой четверти и в конце последней четверти, при очень узком серпе можно наблюдать «пепельный свет Луны» — слабое освещение её лучами Солнца, отражёнными от Земли.

Момент, когда Луна и Солнце находятся на минимальном угловом расстоянии друг от друга, соответствует фазе новолуния, принимаемой за начало фазового цикла Луны.

Луна проходит следующие фазы освещения:

1.  новолуние — состояние, когда Луна не видна;

2. молодая Луна — первое появление Луны на небе после новолуния в виде узкого серпа;

3. первая четверть — состояние, когда освещена половина Луны;

4. прибывающая Луна;

5. полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком;

6. убывающая Луна;

7. последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина Луны;

8. старая Луна.

 

вращение луны вокруг земли

 

фазы луны

Рис. 1. Фазы Луны. Движение Луны

Обычно на каждый календарный месяц выпадает по одному полнолунию, но так как фазы Луны сменяются немного быстрее, чем 12 раз в году, иногда случаются и вторые полнолуния за месяц, называемые голубой луной.

 

Лунное и солнечное затмение и их астрономические условия:

Лунное затмение наступает, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землёй. Диаметр пятна тени Земли на расстоянии 363 000 км (минимальное расстояние Луны от Земли) составляет около 2,5 диаметров Луны, поэтому Луна может быть затенена целиком.

лунное затмение

Рис. 2. Лунное затмение

Солнечное затмение происходит, когда Луна попадает между наблюдателем и Солнцем, и загораживает его. Поскольку Луна перед затмением обращена к нам неосвещённой стороной, то перед затмением всегда бывает новолуние, то есть Луна не видна.

Многолетние наблюдения и фиксирование затмений показали, что лунные и солнечные затмения происходят с циклом, длина которого составляет 6585,3 суток, или 18 лет, 11 дней и чуть менее 8 часов. Этот период называется сарос. За один сарос происходит 28 — 29 лунных и 41 — 43 солнечных затмения.

 


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.

 

Атмосфера и температура Луны:

Луна практически не имеет атмосферы. Атмосфера Луны – это крайне разрежённая газовая оболочка Луны, в десять триллионов раз менее плотная (давление на поверхности примерно 10 нПа) по сравнению с земной атмосферой, состоящая в основном из водорода, гелия, неона и аргона.

Источниками атмосферы являются как внутренние процессы (выделение газов из коры Луны и вулканизм), так и внешние — падения микрометеоритов, солнечный ветер. Луна не удерживает на себе все выделяющиеся газы, поскольку имеет слабую гравитацию. Большая часть газов, поднимающихся с её поверхности, рассеивается в космосе.

Разрежённость атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке), в зависимости от освещённости; при этом температура пород, залегающих на глубине 1 м, постоянна и равна −35 °C.

 

Строение Луны и ее особенности. Поверхность Луны:

Луна состоит из коры, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии и ядра. Толщина коры Луны в среднем составляет около 68 км, изменяясь от 0 км под лунным морем Кризисов до 107 км в северной части кратера Королёва на обратной стороне. Лунная мантия имеет несколько слоев: верхняя мантия (до 200 – 300 км), средняя мантия (до 500 – 600 км), нижняя мантия (до 800 – 900 км). Оболочка внутреннего ядра Луны имеет радиус около 240 км, а жидкое внешнее ядро имеет радиус примерно 300 – 400 километров.

 

строение луны

Рис. 3. Строение Луны

Поверхность Луны покрыта реголитом — смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта.

В лунном реголите много кислорода, входящего в состав оксидов, причём самым распространённым из последних является диоксид кремния— 42,8 %.

Химический состав лунного реголита в процентах:

Элементы Доставлен «Луной-20» Доставлен «Луной-16»
Si 20 20
Ti 0,28 1,9
Al 12,5 8,7
Cr 0,11 0,2
Fe 5,1 13,7
Mg 5,7 5,3
Ca 10,3 9,2
Na 0,26 0,32
K 0,05 0,12

Поверхность Луны можно разделить на два типа:

– очень старая гористая местность (лунные материки);

– относительно гладкие и более молодые лунные моря.

Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Из-за влияния гравитационного момента при формировании Луны, её «моря», под которыми лунными зондами обнаружены более плотные, тяжёлые породы, сконцентрированы на обращённой к Земле стороне спутника.

Большинство кратеров на обращённой к Земле стороне Луны названо по имени знаменитых людей в истории науки, таких как Тихо Браге, Коперник и Птолемей. Детали рельефа на обратной стороне имеют более современные названия типа Аполлон, Гагарин и Королёв.

На обратной стороне Луны расположена огромная впадина Бассейн Южный полюс — Эйткен диаметром 2250 км и глубиной 12 км — это самый большой бассейн в Солнечной системе, появившийся в результате столкновения. Море Восточное в западной части видимой стороны (его можно видеть с Земли) является отличным примером многокольцевого кратера.

Также выделяют второстепенные детали лунного рельефа — купола, хребты, борозды — узкие извилистые долиноподобные понижения рельефа.

На Луне имеется вода. В регионе северного полюса обнаружено не менее 600 млн. тонн воды, большая часть которой находится в виде ледяных глыб, покоящихся на дне лунных кратеров. Всего вода была обнаружена в более чем 40 кратерах, диаметр которых варьирует от 2 до 15 км.

На Луне присутствуют сейсмические колебания поверхности, называемые Лунотрясениями, которые можно разделить на 4 группы:

– приливные, случаются дважды в месяц, вызваны воздействием приливных сил Солнца и Земли;

– тектонические — нерегулярные, вызваны подвижками в грунте Луны;

– метеоритные — из-за падения метеоритов;

– термальные — их причиной служит резкий нагрев лунной поверхности с восходом Солнца.

 

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Луна, https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/moonfact.html

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

 





Найти что-нибудь еще?










Похожие записи:



карта сайта