Кажется, глупый вопрос и, возможно, даже ученик школы сможет на него ответить. Тем не менее, режим вращения нашего спутника описан не достаточно точно и более того в исчислениях присутствует грубая ошибка - неучтено наличие водяного льда в ее полюсах. В этот факт стоит внести ясность, а так же вспомнить, что первым на факт странного вращения нашего природного спутника указал великий итальянский астроном: Джан Доменико Кассини.
Как вращается Луна?
Хорошо известно, что экватор Земли наклонен на 23 ° и 28’ к плоскости эклиптики, то есть плоскости наиболее приближенной к Солнцу, именно этот факт приводит к смене сезонов, что чрезвычайно важно для жизни на нашей планете. Так же нам известно, что плоскость орбиты Луны наклонена под углом 5 ° 9’ по отношению к плоскости эклиптики. Мы также знаем, что Луна всегда направлена к Земле одной стороной. Именно от этого зависит действие приливных сил на Земле. Иными словами, Луна вращается вокруг Земли, за то же время, что необходимо для выполнения полного оборота вокруг собственной оси. Мы, таким образом, автоматически получаем часть ответа на вопрос, который указан в названии: «Луна вращается вокруг оси и ее период в точности равен, что и полный оборот вокруг Земли».
Однако кто знает направление вращения оси Луны? Данный факт известен далеко не всем и более того, астрономы признают свою ошибку, допущенную в формуле вычисления направления вращения, и связано это с тем, что при расчетах не учтен факт наличия водяного льда на полюсах нашего спутника.
На поверхности Луны в непосредственной близости с полюсами есть кратеры, которые никогда не получают солнечного света. В тех местах, постоянно холодно и вполне допустимо, что в этих местах могли бы храниться запасы водяного льда, доставленные на Луну кометами, падающими на ее поверхность.
Ученые НАСА также доказали истинность этой гипотезы. Это легко понять, однако возникает другой вопрос: «Почему существуют районы, которые ни когда не освещаются Солнцем? Кратеры не настолько глубоки, чтобы скрывать свои запасы, при условии существования общей благоприятной геометрии».
Посмотрите на фотографию южного полюса Луны:
Этот снимок был получен NASA с помощью Lunar Reconnaissance Orbiter, космического аппарата на орбите вокруг Луны, который постоянно проводить фотографирование поверхности Луны для оптимального планирования будущих миссий. Каждая фотография, сделанная на Южном полюсе, в течение шести месяцев, была превращена в двоичный образ так, что каждому пикселю освещенному Солнцем было присвоено значение 1, в то время как в тени значение 0. Эти фотографии были, затем обработаны путем определения для каждого пикселя процента времени, на протяжении которого он был освещен. В результате «освещения карты», ученые увидели, что некоторые области остаются всегда в тени, а несколько (вулканических хребтов или пиков) остается всегда видимыми Солнцу. Серого, а не отражать области, которые прошли период освещения, который затемнения. Действительно впечатляет и поучительно.
Вернемся, однако, к нашему вопросу. Для достижения этого результата, а именно нахождения постоянно в полной темноте больших площадей, необходимо, чтобы ось вращения Луны была направлена вправо по отношению к Солнцу, в частности, что практически перпендикулярно к эклиптике.
Однако лунный экватор наклонен по отношению к эклиптике только 1° 32’. Казалось бы, незначительный показатель, но он позволяет предположить, что на полюсах нашего спутника есть вода, которая находится в физическом состоянии - лед.
Эта геометрическая конфигурация уже была изучена и переведена в закон астрономом Джаном Доменико Кассини в 1693 году в Лигурии, в ходе своего исследования приливов и их влиянии на спутник. Относительно к Луне, они звучат так:
1) Период вращения Луны синхронизирован с периодом обращения вокруг Земли.
2) Ось вращения Луны поддерживается под фиксированным углом относительно плоскости эклиптики.
3) Оси вращения, нормали к орбите и нормально эклиптики лежат в одной плоскости.
После трех столетий, эти законы недавно были проверены с помощью более современных методов небесной механики, которые подтвердили их точность.
Mėnulio orbita statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. lunar orbit; Moon’s orbit vok. Mondbahn, f rus. лунная орбита, f; орбита Луны, f pranc. orbite de la Lune, f; orbite lunaire, f … Fizikos terminų žodynas
Кривая, по которой происходит видимое собственное движение Луны. Эта кривая есть большой круг небесной сферы, наклоненной к эклиптике под углом около 5°. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ… … Морской словарь
В астрономии, путь небесного тела в пространстве. Хотя орбитой можно называть траекторию любого тела, обычно имеют в виду относительное движение взаимодействующих между собой тел: например, орбиты планет вокруг Солнца, спутников вокруг планеты… … Энциклопедия Кольера
Орбитой захоронения считается орбита, высота которой на 200 километров превышает высоту геостационарной орбиты. На орбиту захоронения отправляются отработавшие орбитальные аппараты для уменьшения вероятности столкновений и освобождения места на… … Википедия
Истории Луны интересна не только сама по себе, но и как часть общей проблемы происхождения Земли и других планет Солнечной системы. В последнее время мы много узнали о физических и химических характеристиках Луны. Эти данные получены не только с… … Энциклопедия Кольера
орбита - ы, ж. 1) астр. Путь движения небесного тела или летательного аппарата в космическом пространстве. Земная орбита. Орбита астероида. Апогей орбиты искусственного спутника Земли. Люди уже умеют... вычислять орбиты и траектории тел, движущихся в… … Популярный словарь русского языка
ОРБИТА - Путь небесного тела при обращении вокруг центра притяжения. Поскольку притягивающая масса также движется, орбита обязательно будет эллипсом. Положение центра притягивающей массы является фокусом эллипса. Линия от фокуса к любой точке орбиты… … Астрологическая энциклопедия
- (GSO) орбита обращающегося вокруг Земли спутника, на которой период обращения равен звёздному периоду вращения Земли 23 час. 56 мин. 4,1 с. Частным случаем является круговая орбита, лежащая в плоскости земного экватора, для которой… … Википедия
- (НОО, низкая околоземная орбита) орбита космического аппарата около Земли. Орбиту правомерно называть «опорной», если предполагается её изменение увеличение высоты или изменение наклонения. Если же маневры не предусмотрены или… … Википедия
- (ГСО) круговая орбита, расположенная над экватором Земли (0° широты), находясь на которой искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси. В горизонтальной системе… … Википедия
Книги
- Полная лунная энциклопедия. Лунные узлы в гороскопе. С Луной день за днем: 220 лунных советов от А до Я (количество томов: 3) , Тиль Селеста. "Полная лунная энциклопедия (Лунный календарь на 80 лет)" ."Полная лунная энциклопедия"-это книга, в которой впервые раскрыты все тайны влияния Луны на жизнь человека, обозначены…
Орбита Луны претерпевает регулярные изменения, чтобы обеспечивать динамическую стабилизацию земной оси в положении, необходимом для поддержания условий существования разумной белковой жизни на планете.
Если замеченный эффект присутствует в действительности, то несогласованное изменение параметров лунной орбиты, например, в результате бомбардировки Луны крупным астероидом, может привести к изменению наклона оси вращения Земли , что неизбежно приведет к изменениям климата на планете.
Исследование движения точек нулевого склонения Луны.
Узлами лунной орбиты принято считать точки пересечения орбиты Луны с эклиптикой. Существует, однако, и другое определение узлов: они рассматриваются как «точки, в которых орбита планеты пересекает плоскость эклиптики, а орбита Луны или искусственного спутника Земли - плоскость земного экватора» . Луна пересекает плоскость земного экватора в точках, где ее склонение обращается в ноль. Анализ лунных эфемерид, взятых с сайта Лаборатории реактивного движения NASA , позволяет построить зависимость прямого восхождения точек, где склонение Луны равно нулю, от времени (Рис.1, 2).
Рис.1. Зависимость прямого восхождения точки нулевого склонения Луны от времени
(нисходящее движение).
Период дрейфа точек нулевого склонения составляет 6800 суток, т.е. 18,61 года. При этом стоит отметить, что скорость дрейфа в первой половине цикла выше, чем во второй.
Рис.2. Зависимость прямого восхождения точки нулевого склонения Луны от времени
(восходящее движение).
Склонение Луны связано с наклоном лунной орбиты по отношению к экваториальной плоскости. “Орбита Солнца” имеет наклон 23,43° к экваториальной плоскости Земли. Орбита Луны также имеет средний наклон 23,43° и периодическую составляющую наклона с амплитудой 5,145°(Рис. 3).
Рис. 3. Изменение склонения Луны за 21 год.
Зависимость склонения Луны от времени с достаточной точностью (Рис. 4) можно аппроксимировать функцией вида
A1 sin(2π(t-t 0)/T1)+ A2 sin(2π(t-t 0)/T2)
,
где А1=23.43
А2=5.145
T1=27.32166 - сидерический период Луны,
Т2=27.21222 - драконический период Луны,
t 0 = 5703.58сут - нулевая точка, начало отсчета.
Период огибающей, рассчитанный на основе значений T1 и T2, составляет 6794 сут (ровно 230 синодических месяцев), т.е. очень близок к 6800 сут или 18.61 года - принятому в настоящее время значению длительности цикла обращения лунных узлов по эклиптике.
Рис. 4. Аппроксимация зависимости склонения Луны от времени.
Именно "эклиптические" лунные узлы просчитаны с большой точностью, поскольку вблизи них происходят затмения. Однако Луна является спутником Земли, а любой спутник, будь он искусственный или естественный, плоскостью отсчета должен иметь небесный экватор. Это логично. Но не для Луны. Тем не менее, проанализировав экваториальные координаты Луны за достаточно большой период, можно получить картину эволюции таких параметров лунной орбиты, как долгота восходящего узла и наклонение орбиты, но уже не к эклиптике, а к небесному экватору (Рис 5.)
Рис. 5. Эволюции орбиты Луны относительно плоскости небесного экватора.
Период изменения максимального склонения Луны равен периоду движения точек пересечения орбиты Луны и эклиптики (узлов в классическом понимании). Узлы лунной орбиты в ином понимании (точки нулевого склонения) совершают дрейф +/-15° около точек весеннего и осеннего равноденствий. При этом максимальное склонение изменяется от +18,3° до +28,6°.
Взаимное расположение точек нулевого склонения и точки максимального склонения определяет направление вектора нормали к плоскости лунной орбиты. Этот вектор коллинеарен вектору орбитального момента Луны. Введем правую систему координат с осью Х, направленной от точки осеннего равноденствия к точке весеннего равноденствия (Рис. 5), и осью Y направленной вправо. Изменение взаимного расположения вышеназванных точек с течением времени происходит согласованно, синфазно (Рис.6).
Рис. 6. Движение точек нулевого склонения и точки
максимального склонения Луны.
Зная координаты трех точек, не трудно найти вектор нормали к плоскости. Движение вектора в пространстве представить несколько сложнее. Конец вектора орбитального момента Луны вычерчивает на плоскости XОY (плоскости небесного экватора) замкнутую кривую, показанную на Рис.7.
Рис. 7. Визуализация изменения положения вектора
орбитального момента Луны в пространстве.
Вектор момента совершает прецессионное движение в сторону убывания прямого восхождения и испытывает при этом нутационные пульсации. Период цикла равен периоду обращения узлов. Среднее за 21 год значение наклона вектора момента к оси вращения Земли составляет 21.9°, что меньше ожидаемого значения 23.43°.
Момент инерции Земли как сферы равен 9,70х10 37 кг м 2 , момент инерции Луны на орбите равен 1,09х10 40 кг м 2 . Таким образом, орбитальный момент инерции Луны почти в 112 раз больше земного осевого момента.Частота вращения Луны вокруг Земли, в 27.32 раза меньше частоты вращения Земли, поэтому момент импульса Луны в орбитальном движении только в 4.1 раза превышает момент импульса Земли в ее осевом вращении. Однако, по-видимому, этого достаточно, чтобы стабилизировать ось вращения Земли в том положении, в котором она пребывает, а именно 23.43° к эклиптической нормали. Механизм стабилизации, возможно, заключается во вращении вектора лунного орбитального момента, подобно тому, как маятник с подвижной точкой подвеса (маятник Капицы). может иметь точку динамического равновесия в верхнем вертикальном положении или как велосипедист, раскачиваясь из стороны в сторону, придает устойчивое положение велосипеду даже на очень малой скорости.
Итак, анализ лунных эфемерид показал, что узлы лунной орбиты (точки нулевого склонения) «привязаны» к узлам «орбиты Солнца» - точкам весеннего и осеннего равноденствия. Вращение вектора лунного орбитального момента, вероятно, стабилизирует угол наклона земной оси, а может быть вызывает и саму прецессию земной оси. Если этот эффект присутствует в действительности, то несогласованное изменение параметров лунной орбиты, например в результате бомбардировки Луны крупным астероидом, может привести к изменению наклона оси вращения Земли, что неизбежно приведет к изменениям климата на планете.
Большой энциклопедический словарь (http://www.vedu.ru/BigEncDic/64938)
http://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi
Ландау. Л.Д., Лившиц Е.М. Теоретическая физика: Т.1. Механика. -4-е изд., испр. -М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. Лит., 1988.
Капица П. Л. «Динамическая устойчивость маятника при колеблющейся точке подвеса» ЖЭТФ, т. 21, вып. 5. с. 588—597 (1951)
kolkov_ivan
Ingus пишет:
Дни 4, 20, 21, 29 весьма хороши для землетрясений.
Ingus пишет:
В лунные дни 6, 12 жди беды, зато в полнолуние - тишина.
Немножко разные данные... Чему верить?
Ingus пишет:
Экстремальное удаление Луны заставляет Землю содрогаться! Напротив, экстремальное приближение успокаивает Землю.
Ingus пишет:
P1 и почему-то P12 - ООчень подходят для тряски земли.
Опять разные данные. Через P1 Вы ведь обозначили перигей лунной орбиты? А в первом утверждении говорится, что «экстремальное приближение успокаивает Землю ».
Или я что-то где-то неправильно понял?
Были взяты разные выборки и получены несколько разные частотные зависимости. Полина выложила весь мой ЖЖ на эту тему. Это мои заблуждения в их развитии) В целом итог таков: Луна НИКАК не влияет на количество и интенсивность землетрясений. В зависимости от фильтров выборки (по интенсивности например) будут получаться разнообразные не похожие друг на друга зависимости. Есть правда слабое подозрение, что перигей P1 и апогей -P12, то есть экстремальные расстояния особенно, когда это еще и сизигии (три тела в линию) больше подходят для землетрясений... Но похоже, что Луна не имеет отношения к землетрясениям, так же как и к приливам (при внимательном и честном рассмотрении данных).
Ingus пишет:
Похоже, что Луна не имеет отношения к землетрясениям...
Жаль... Мне кажется - должна иметь.
Ingus пишет:
Так же как и к приливам (при внимательном и честном рассмотрении данных).
А вот это - интересно! Поясните, пожалуйста. Ведь, вроде как, доказано обратное.
По поводу землетрясений... Статистика показывает, что ни расстояние до Луны, ни фаза не коррелируют с частотой землетрясений. С большой натяжкой можно сказать, что на перигее землетрясения происходят чаще. Можно сделать фантастическое предположение, что землетрясения происходят, когда орбита Луны подвергается КОРРЕКЦИИ. Ее параметры далеко не случайны, продуманы, и дожны находиться в пределах согласно техническому заданию. Луна повторяет путь Солнца в земном небе, ее точки нулевого склонения зачем-то привязаны к точкам весеннего и осеннего равноденствия, большая полуось ее орбиты пульсирует с периодом 7 синодических месяцев (не полгода). Чтобы все работало как ЧАСЫ, иногда требуется коррекция).
По приливам та же картина. Нужно хорошую статистику по приливам сопоставить с фазами и расстоянием до Луны и все встанет на свои места. Я собираюсь это сделать. А пока вот ссыка:
Ученые предлагают добровольцам искать на Луне следы инопланетян
МОСКВА, 26 дек — РИА Новости. Американские ученые предлагают подключить пользователей интернета к поиску инопланетных артефактов и следов чужих баз и кораблей на высококачественных фотографиях поверхности Луны, полученных американским зондом LRO, говорится в статье, опубликованной в журнале Acta Astronautica.
Пол Дейвис (Paul Davies) и Роберт Вагнер (Robert Wagner) из университета штата Аризона в городе Тусон (США) полагают, что их предложение хорошо дополняет существующую программу поиска внеземной жизни SETI и при этом не требует существенных финансовых вливаний.
Несмотря на мизерные шансы того, что инопланетяне оставили свои следы в виде артефактов или искусственных форм рельефа, у этой идеи есть свои преимущества — близость к Земле и практически «вечная» сохранность таких следов, — пишут ученые.
Астрономы обратили внимание на то, что человечество накопило огромные базы данных по рельефу, минеральному составу и другим свойствам Луны.
В частности, автоматическая межпланетная станция LRO непрерывно делает высококачественные снимки поверхности Луны с разрешением 50 сантиметров на пиксель. С момента запуска в июне 2009 года зонд обработал четверть поверхности спутника Земли. Общее число снимков уже достигает 340 тысяч, их количество должно достигнуть миллиона к концу срока работы аппарата на орбите Луны.
Дейвис и Вагнер полагают, что пристально изучить и обработать все эти изображений нельзя даже силами относительно крупных научных коллективов. Они предлагают два варианта решения этой проблемы, и оба они связаны с интернетом.
Первый включает в себя организацию и поддержку сети распределенных вычислений — централизованной сетевой структуры, использующей вычислительные мощности компьютеров пользователей для решения разных однотипных задач. Это не единственный проект, в котором ученые пытаются задействовать силы добровольцев для решения сложных и ресурсоемких вычислительных задач. К примеру, наиболее популярная на сегодня вычислительная сеть BOINC, организованная калифорнийским институтом Беркли в 1999 году, используется для решения целого спектра задач, в том числе, обнаружения внеземного разума (проект SETI@home) и определения пространственной структуры сложных белков на основании заранее известной последовательности аминокислот (Rosetta@Home).
Второй путь для поиска следов внеземной жизни на Луне предполагает подключение усилий самих добровольцев, а не их компьютеров. Авторы статьи предлагают отправлять по несколько фотографий астрономам-любителям, которые будут отмечать самые подозрительные места на снимках поверхности Луны и дискутировать об их, возможно, внеземном происхождении.
И эта идея также не нова: подобный подход используется НАСА для выбора самого интересного тела в поясе Койпера — самой далекой части Солнечной системы, населенной небольшими каменистыми телами.
Как считают астрономы, такой метод лучше всего подходит для обнаружения артефактов, которые их предыдущие хозяева могли оставить на Луне специально для других разумных существ. Кроме того, обе стратегии пригодны для обнаружения возможных лунных баз пришельцев в сетях из так называемых лавовых трубок — системы полых тоннелей под поверхностью спутника Земли, оставленных потоками лавы в бурном прошлом Луны.
http://news.mail.ru/society/7700698/
Два спутника NASA по программе GRAIL вышли на орбиту Луны. Только в марте начнутся первые эксперименты. Непростым был и путь кораблей. Три месяца полета вместо трех суток. Издалека зашли. Первые фото доступны уже сейчас, но не всем. В марте тысячи отфотошопленных фоток разлетятся по миру. Каждый школьник сможет заглянуть в таинственный мир волшебной планеты и попытаться найти загадочные артефакты среди профессиональной ретуши.
из Вики
"...Третьи считают, что сказание о Граале связано с тайным оккультным обществом, основанным в незапамятные времена и обладающим сокровенным знанием, которое передается из поколения в поколение "
Итак, NASA названием своей миссии недвусмысленно дает понять, сокровенное знание существует, и миссия ГРААЛЬ имеет своей целью его сокрытие..
Неожиданный комментарий:
В марте тысячи отфотошопленных фоток разлетятся по миру. Каждый школьник сможет заглянуть в таинственный мир волшебной планеты и попытаться найти загадочные артефакты среди профессиональной ретуши.
Эта информация из достоверных источников или предположение? Учитывая, что вопрос "Были ли американцы на Луне?" до сих пор обсуждается, это будет в любом случае интересно.
Уважаемый Ingus!
Я по диагонали посмотрел Ваш материал. У меня сразу возникает замечание.
Из законов небесной механики ниоткуда не следует, что линия узлов орбиты небесного тела должна быть перпендикулярна линия апсид. Орбита может быть ориентирована в пространстве произвольным образом. Это Ваше утверждение совершенно непонятно.
Второе. При внешних воздействиях на движение Луны, в основном со стороны Солнца, поворачивается и плоскость орбиты вокруг Земли, и ее линия апсид. Причем скорости этих движений разные. Например, для искусственных спутников Земли одним из основных воздействий является несферичность Земли. За счет этой несферичности поворачиваются и плоскость орбиты (т.е. долгота восходящего узла), и линия апсид (аргумент перигея), причем с разными скоростями. При этом искусственность спутников здесь никакой роли не играет. Поэтому неясно, что именно в изменениях параметров орбиты Луны Вас настораживает. Хотя теория движения Луны достаточно сложна, но выявленные Вами закономерности имеют естественную природу.
Уважаемый zhvictorm!
Я весьма благодарен Вам за выявленную мою оплошность относительно перпендикулярности линий узлов и апсид, которую Вы упорно именуете линией АСПИД.
Второе. В пертурбациях плоскости орбиты ИСЗ принято винить несферичность Земли, а в дрейфе параметров лунной орбиты-Солнце. Это логично. Луна притягивется Солнцем сильнее, чем Землей. В 2 раза. (Это шутка. Но подставновка масс и расстояний в формулу для гравитационной силы дает именно такой результат)
Поворот плоскости лунной орбиты, точнее ее эллипсоподобной незамкнутой! траектории в пространстве возможен вокруг трех осей. Не правда ли? Но по отношению к какой базовой плоскости мы должны считать эйлеровы углы? К эклиптике? Или все же к экватору? Вот главный вопрос, который я поднимаю в статье. Настораживает в изменениях парамеров орбиты Луны пожалуй их стабильность и числовая стройность, гармоничность. Как например Вы объясните период колебания размера большой полуоси в 207 суток, что составляет РОВНО 7 синодичских месяцев?
Итак, орбита Луны подвергается коррекции. Имено это факт является причиной, "достаточно сложной" теории движения Луны. Это ИСЗ. Им управляют. Управление преследует вполне разумные цели.
Уважаемый Ingus! Спасибо за указание на ошибку в написании слова апсид. Я как-то редко его ипользую, так что вкралась систематическая ошибка. На счет притяжения Солнцем Луны. Здесь никакой шутки. Солце притягивает Луну сильнее, чем Земля. Поворот плоскости орбиты за счет несферичности Земли для искусственных спутников всегда происходит вокруг оси вращения Земли, поскольку проекция момента импульса на эту ось сохраняется в поле геоида (первом приближении). Что же касается Луны, то здесь все сложнее. Но резонансность параметров орбиты и вращения Луны с параметрами вращения и орбиты Земли объясняется диссипативными процессами в недрах Луны и Земли за счет приливных сил.
Долгое время астрономы не могли понять, почему множество параметров орбит и вращательного движения отдельных планет и их спутников находятся в резонансных отношениях. Ответ был дан сравнительно недавно. Насколько я помню, где-то в 60-х годах XX века нынешним директором ГАИШ Черепащуком. Как я уже сказал, дело в диссипации энергии в недрах планет за счет приливных возмущений. Поэтому резонансность параметров Луны вызвана скорее всего теми же причинами.
Черепащук главный борец с лженаукой. А Луна вообще насквозь лженаучна. Скользкая она. Я так и не понял, есть у кого-нибудь динамическая теория ее движения? Ну хотя бы в нулевом приближении- "сферического коня в вакууме":)
Хотелось бы посмотреть его работу по диссипации однако... Поищу.
Уважаемый Ingus, меня заинтересовала ваша уверенность и настойчивость в продвижении своих идей и расчетов. При выставлении вашей статьи я не заметила продолжения темы
РЕКУРСИНУС August 20th, 1:44
Из Вики: "Рекурсия — процесс повторения чего-либо самоподобным способом. Например, вложенные отражения, производимые двумя точно параллельными друг другу зеркалами, являются одной из форм бесконечной рекурсии."
Колебания нелинейного маятнка нелегко выразить аналитическими функциями... Появляются Синусы Якоби, не всем понятные.
Предлагаю аппроксимировать полученные численные решения нелинейного дифура математического маятника раскачанного почти до 180 гр, т.е. крайне нелинейного, рекурентной тригонометрической функцией вложенного синуса ("рекурсинуса" - автор термина Колков И.Е.). Например, угол отклонения маятника раскачанного до 173 гр. аппроксимируется семикратно вложенным синусом с амплитудой А=5.41 и частотой w=1.166, при этом погрешность не привысит по модулю 0.025 .
НЕЛИНЕЙЩИНА July 31st, 1:01
Возьмем математический маятник и раскачаем его градусов на 80... Дифур нелинейный. Траектория отличается от синуса. Для описания нужен синус Якоби (якобы синус)..Тот же синус только более крутой) и более тупой вершинами)
Если тень от маятника подвергнем быстрому Фурье получим спектр, в котором вместо одной несущей частоты 3,13 классического кило-метрового маятника с периодом 2 с появятся две - 2.7 и 8.345. Вот она нелинейщина во всей красе -две резонансные частоты вместо одной собственной.
Сорок лет назад - 20 июля 1969 года - человек в первый раз ступил на поверхность Луны. Корабль НАСА "Аполлон-11" с экипажем из трех астронавтов (командир Нейл Армстронг, пилот лунного модуля Эдвин Олдрин и пилот командного модуля Майкл Коллинз) стал первым, достигшим Луны, в космической гонке СССР и США.
Каждый месяц Луна, двигаясь по орбите, проходит примерно между Солнцем и Землей и обращена к Земле своей темной стороной, в это время происходит новолуние. Через один - два дня после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп «молодой» Луны.
Остальная часть лунного диска бывает в это время слабо освещена Землей, повернутой к Луне своим дневным полушарием; это слабое свечение Луны - так называемый пепельный свет Луны. Через 7 суток Луна отходит от Солнца на 90 градусов; наступает первая четверть лунного цикла, когда освещена ровно половина диска Луны и терминатор, т. е. линия раздела светлой и темной стороны, становится прямой - диаметром лунного диска. В последующие дни терминатор становится выпуклым, вид Луны приближается к светлому кругу и через 14-15 суток наступает полнолуние. Затем западный край Луны начинает ущербляться; на 22-е сутки наблюдается последняя четверть, когда Луна опять видна полукругом, но на сей раз обращенным выпуклостью к востоку. Угловое расстояние Луны от Солнца уменьшается, она опять становится суживающимся серпом и через 29,5 суток вновь наступает новолуние.
Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18,6 года), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени - так называемый драконический месяц, - более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27,21222 суток; с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений.
Визуальная звездная величина (мера освещенности, создаваемой небесным светилом) полной Луны на среднем расстоянии равна - 12,7; она посылает в полнолуние на Землю в 465 000 раз меньше света, чем Солнце.
В зависимости от того, в какой фазе находится Луна, количество света уменьшается гораздо быстрее, чем площадь освещенной части Луны, таким образом, когда Луна находится в четверти и мы видим половину ее диска светлой, она посылает на Землю не 50%, а лишь 8% света от полной Луны.
Показатель цвета лунного света равен +1,2, т. е. он заметно краснее солнечного.
Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 15 суток и столько же продолжается ночь.
Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луна нагревается днем до +110° С, а ночью остывает до -120° С, однако, как показали радионаблюдения, эти огромные колебания температуры проникают вглубь лишь на несколько дм вследствие чрезвычайно слабой теплопроводности поверхностных слоев. По той же причине и во время полных лунных затмений нагретая поверхность быстро охлаждается, хотя некоторые места дольше сохраняют тепло, вероятно, вследствие большой теплоемкости (так называемые «горячие пятна»).
Рельеф Луны
Даже невооруженным глазом на Луны видны неправильные темноватые протяженные пятна, которые были приняты за моря: название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Телескопические наблюдения, которым положил начало в 1610 году Галилео Галилей (Galileo Galilei), позволили обнаружить гористое строение поверхности Луны .
Выяснилось, что моря - это равнины более темного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры).
По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты издал в 1647 году Ян Гевелий (нем. Johannes Hevel, польск. Jan Heweliusz,) в г. Данциге (современный - Гданьск, Польша). Сохранив термин «моря», он присвоил названия также и главнейшим лунным хребтам - по аналогичным земным образованиям: Апеннины, Кавказ, Альпы.
Джованни Риччоли (Giovanni Batista Riccioli) из г. Феррары (Италия) в 1651 году дал обширным темным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее, меньшие примыкающие к морям темные области он назвал заливами, например, Залив Радуги, а небольшие неправильные пятна - болотами, например Болото Гнили. Отдельные горы, главным образом кольцеобразные, он назвал именами выдающихся ученых: Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другие.
Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени. На картах обратной стороны Луны, составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена Константина Эдуардовича Циолковского, Сергея Павловича Королева, Юрия Алексеевича Гагарина и других. Подробные и точные карты Луны были составлены по телескопическим наблюдениям в 19 веке немецкими астрономами Иоганном Медлером (Johann Heinrich Madler), Иоганном Шмидтом (Johann Schmidt) и другими.
Карты составлялись в ортографической проекции для средней фазы либрации, т. е. примерно такими, какой Луна видна с Земли.
В конце 19 века начались фотографические наблюдения Луны. В 1896?1910 большой атлас Луны был издан французскими астрономами Морисом Леви (Morris Loewy) и Пьером Пьюзе (Pierre Henri Puiseux) по фотографиям, полученным на Парижской обсерватории; позже фотографический альбом Луны был издан Ликской обсерваторией в США, а в середине 20 века голландский астроном Джерард Койпер (Gerard Copier) составил несколько детальных атласов фотографий Луны, полученных на крупных телескопах разных астрономических обсерваторий. С помощью современных телескопов на Луны можно заметить кратеры размером около 0,7 килметров и трещины шириной в первые сотни метров.
Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых, сильно переработанных образований до очень четких в очертаниях молодых кратеров, иногда окруженных светлыми «лучами». При этом молодые кратеры перекрывают более древние. В одних случаях кратеры врезаны в поверхность лунных морей, а в других - горные породы морей перекрывают кратеры. Тектонические разрывы то рассекают кратеры и моря, то сами перекрываются более молодыми образованиями. Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в нескольких точках.
Ученым удалось установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни млн. лет, а основная масса крупных кратеров возникла в «доморской» период, т.е. 3-4 миллиарда лет назад.
В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты термической истории Луны показывают, что вскоре после ее образования недра были разогреты радиоактивным теплом и в значительной мере расплавлены, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались гигантские лавовые поля и некоторое количество вулканических кратеров, а также многочисленные трещины, уступы и другое. Вместе с этим на поверхность Луны на ранних этапах выпадало огромное количество метеоритов и астероидов - остатков протопланетного облака, при взрывах которых возникали кратеры - от микроскопических лунок до кольцевых структур диаметром от нескольких десятков метров до сотен км. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значительная часть этих кратеров сохранилась до наших дней.
Сейчас метеориты выпадают на Луну гораздо реже; вулканизм также в основном прекратился, поскольку Луна израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои Луны. Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродосодержащих газов в лунных кратерах, спектрограммы которых были впервые получены советским астрономом Николаем Александровичем Козыревым.
Изучение свойств Луны и ее окружающей среды началось в 1966 году - был запущена станция «Луна-9», передавшая на Землю панорамные снимки поверхности Луны.
Исследованиями окололунного пространства занимались станции «Луна-10» и «Луна-11» (1966 год). «Луна-10» стала первым искусственным спутником Луны.
В это время в США также разрабатывалась программа изучения Луны, получившая название «Аполлон» (The Apollo Program). Именно американский астронавты первыми ступили на поверхность планеты. 21 июля 1969 года в рамках лунной экспедиции корабля «Аполлон 11» Нил Армстронг (Neil Alden Armstrong) и его напарник Эдвин Олдрин (Edwin Eugene Aldrin) провели на Луне 2,5 часа.
Дальнейшим этапом в исследованиях Луны стала отправка на планету радиоуправляемых самоходных аппаратов . В ноябре 1970 году на Луну был доставлен «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 10,5 месяцев) прошел расстояние в 10 540 м и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхности Луны и другую научную информацию. Установленный на нем французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Луны с точностью до долей метра.
В феврале 1972 года станция «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Луны .
В феврале того же года был совершен последний пилотируемый полет на Луну . Полет осуществил экипаж корабля «Аполлон-17». Всего на Луне побывало 12 человек.
В январе 1973 года «Луна-21» доставила в кратер Лемонье (Море Ясности) «Луноход-2» для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым районами. «Луноход-2» работал 5 лунных дней (4 месяца), прошел расстояние около 37 километров.
В августе 1976 года станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта с глубины 120 сантиметров (образцы были получены путем бурения).
С этого времени изучение естественного спутника Земли практически не велось.
Лишь через два десятка лет, в 1990 году, свой искусственный спутник «Хитен» (Hiten) послала к Луне Япония, ставшая третьей «лунной державой». Затем было еще два американских спутника - «Клементина»(Clementine, 1994 год) и «Лунный разведчик» (Lunar Prospector, 1998 год). На этом полеты к Луне были приостановлены .
27 сентября 2003 года Европейское космическое агентство с космодрома Куру (Гвиана, Африка) запустило зонд SMART-1. 3 сентября 2006 года зонд завершил свою миссию и совершил пилотируемое падение на поверхность Луны. За три года работы аппарат передал на Землю много информации о лунной поверхности, а также провел картографию Луны с высоким разрешением.
В настоящее время изучение Луны получило новый старт . Программы освоения земного спутника действуют в России, США, Японии, Китае, Индии .
По заявлению руководителя Федерального космического агентства (Роскосмос) Анатолия Перминова, концепция развития российской пилотируемой космонавтики предусматривает программу освоения Луны в 2025-2030 годах .
Правовые вопросы освоения Луны
Правовые вопросы освоения Луны регулирует «Договор о космосе» (полное название «Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела»). Он был подписан 27 января 1967 года в Москве, Вашингтоне и Лондоне государствами-депозитариями - СССР, США и Великобританией. В тот же день началось присоединение к договору других государств.
Согласно ему исследование и использование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, осуществляются на благо и в интересах всех стран, независимо от степени их экономического и научного развития, а космос и небесные тела открыты для всех государств без какой-либо дискриминации на основе равенства.
Луна, в соответствии с положениями «Договора по космосу», должна использоваться «исключительно в мирных целях», на ней исключается любая деятельность военного характера . Перечень видов деятельности, запрещенных на Луне, приведенный в статье IV Договора, включает размещение ядерного оружия или любых других видов оружия массового уничтожения, создание военных баз, сооружений и укреплений, испытание любых видов оружия и проведение военных маневров.
Частная собственность на Луне
Продажа участков территории естественного спутника Земли началась в 1980 году, когда американец Денис Хоуп обнаружил калифорнийский закон от 1862 года, по которому ничья собственность переходила во владение того, кто первым предъявил претензии на нее.
В подписанном 1967 году «Договоре о космосе» было прописано, что «космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению», но пункта о том, что космический объект не может быть приватизирован в частном порядке, не было, что и позволило Хоуп оформить право собственности на Луну и все планеты Солнечной системы, исключая Землю.
Хоуп открыл в США Лунное посольство и организовал оптово-розничную торговлю лунной поверхностью. Он успешно ведет свой «лунный» бизнес, продавая участки на Луне желающим.
Чтобы стать гражданином Луны надо приобрести себе участок, получить нотариально заверенное свидетельство о праве собственности, лунную карту с обозначением участка, его описание и даже «Лунный билль о конституционных правах». Оформит лунное гражданство можно за отдельные деньги, приобретя лунный паспорт.
Право собственности регистрируется в Лунном посольстве в Рио-Виста, Калифорния, США. Процесс оформления и получения документов занимает от двух до четырех дней.
В данный момент мистер Хоуп занимается созданием Лунной республики и продвижением ее в ООН. У еще несостоявшейся республики есть свой национальный праздник - день лунной независимости, который отмечается 22 ноября.
В настоящее время стандартный участок на Луне имеет площадь 1 акра (чуть больше 40 соток). С 1980 года продано около 1.300 тысяч участков из тех приблизительно 5 миллионов, что были «нарезаны» на карте освещенной стороны Луны.
Известно, что среди владельцев лунных участков - американские президенты Рональд Рейган и Джимми Картер, члены шести королевских семейств и около 500 миллионеров, в основном из числа голливудских звезд - Том Хенкс, Николь Кидман, Том Круз, Джон Траволта, Харрисон Форд, Джордж Лукас, Мик Джаггер, Клинт Иствуд, Арнольд Шварценеггер, Деннис Хоппер и другие.
Лунные представительства открылись в России, Украине, Молдавии, Белоруссии, и владельцами лунных земель стали более 10 тысяч жителей СНГ. Среди них Олег Басилашвили, Семен Альтов, Александр Розенбаум, Юрий Шевчук, Олег Гаркуша, Юрий Стоянов, Илья Олейников, Илья Лагутенко, а также космонавт Виктор Афанасьев и другие известные деятели.
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников
В 1609 году, после изобретения телескопа, человечество сумело впервые подробно рассмотреть свой космический спутник. С тех пор Луна - это наиболее изученное космическое тело, а также первое, на котором сумел побывать человек.
Первое, с чем предстоит разобраться - чем же является наш спутник? Ответ неожиданный: хотя Луна и считается спутником, технически она является такой же полноценной планетой, как и Земля. У нее большие размеры - 3476 километров в поперечнике на экваторе - и масса в 7,347×10 22 килограмм; Луна лишь немногим уступает , самой маленькой планете Солнечной Системы. Все это делает ее полноценным участником гравитационной системы Луна-Земля.
Известен и другой такой тандем в Солнечной системе, и Харон. Хотя вся масса нашего спутника составляет чуть больше сотой части массы Земли, Луна не обращается вокруг самой Земли - у них есть общий центр массы. А близость к нам спутника порождает еще один интересный эффект, приливный захват. Из-за него Луна всегда повернута к Земле одной и той же стороной.
Более того, изнутри Луна устроена как полноценная планета - у нее есть кора, мантия и даже ядро, а в далеком прошлом на ней существовали вулканы. Однако от древних ландшафтов уже ничего не осталось - на протяжении четырех с половиной миллиардов лет истории Луны на нее падали миллионы тонн метеоритов и астероидов, которые избороздили ее, оставив кратеры. Некоторые удары были настолько сильны, что прорвали ее кору вплоть до самой мантии. Котлованы от таких столкновений образовали лунные моря, темные пятна на Луне, которые легко различимы с . Более того, они присутствуют исключительно на видимой стороне. Почему? Об этом мы расскажем дальше.
Среди космических тел, Луна влияет на Землю сильнее всего - кроме, разве, Солнца. Лунные приливы, которые регулярно поднимают уровень воды в мировом океане - наиболее очевидное, но не самое сильное воздействие спутника. Так, постепенно отдаляясь от Земли, Луна замедляет вращение планеты - солнечный день вырос из первоначальных 5 до современных 24-х часов. А еще спутник служит естественным барьером против сотен метеоритов и астероидов, перехватывая их на подлете к Земле.
И вне сомнения, Луна - это лакомый объект для астрономов: как любителей, так и профессионалов. Хотя расстояние до Луны измерено с точностью до метра с помощью лазерных технологий, а образцы грунта с нее неоднократно привозили на Землю, там все еще остается место для открытий. Например, ученые охотятся за лунными аномалиями - таинственными вспышками и сияниями на поверхности Луны, не всем из которых находится объяснение. Оказывается, наш спутник скрывает гораздо больше, чем видно на поверхности - давайте же разберемся в тайнах Луны вместе!
Топографическая карта Луны
Характеристики Луны
Научному изучению Луны сегодня больше 2200 лет. Движение спутника на небосклоне Земли, фазы и расстояние от него до Земли были подробно описаны еще древними греками - а внутреннее строение Луны и ее история исследуются по сей день космическими аппаратами. Тем не менее века работы философов, а затем физиков и математиков дали весьма точные данные о том, как выглядит и движется наша Луна, и почему она именно такая. Все сведения о спутнике можно разделить на несколько категорий, взаимовытекающих друг из друга.
Орбитальные характеристики Луны
Как движется Луна вокруг Земли? Если бы наша планета была неподвижной, спутник вращался бы по почти идеальному кругу, время от времени незначительно приближаясь и отдаляясь от планеты. Но ведь и сама Земля вокруг Солнца - Луне приходится постоянно «догонять» планету. А еще наша Земля не является единственным телом, с которым наш спутник взаимодействует. Солнце, находящееся в 390 раз дальше Земли от Луны, массивнее Земли в 333 тысячи раз. И даже с учетом закона обратных квадратов, по которому интенсивность любого источника энергии резко падает при отдалении, Солнце притягивает Луну в 2,2 раза сильнее Земли!
Поэтому конечная траектория движения нашего спутника напоминает спираль, да еще и непростую. Ось лунной орбиты колеблется, сама Луна периодически приближается и отдаляется, а в глобальных масштабах и вовсе улетает от Земли. Эти же колебания приводят к тому, что видимая сторона Луны - это не одно и то же полушарие спутника, но разные его части, которые попеременно поворачиваются к Земле из-за «покачивания» спутника на орбите. Эти перемещения Луны по долготе и широте называются либрациями, и позволяют заглянуть за обратную сторону нашего спутника задолго до первого облета космическими аппаратами. С востока на запад Луна проворачивается на 7,5 градуса, а с севера на юг - на 6,5. Поэтому с Земли легко можно увидеть оба полюса Луны.
Конкретные орбитальные характеристики Луны полезны не только астрономам и космонавтам - к примеру, фотографами особенно ценится суперлуние: фаза Луны, в которой она достигает максимального размера. Это полнолуние, во время которого Луна находится в перигее. Приведем основные параметры нашего спутника:
- Орбита Луны - эллиптическая, ее отклонение от идеального круга, составляет около 0,049. Учитывая колебания орбит, минимальное расстояние спутника до Земли (перигей) оставляет 362 тысячи километров, а максимальное (апогей) - 405 тысяч километров.
- Общий центр массы Земли и Луны находится за 4,5 тысячи километров от центра Земли.
- Сидерический месяц - полное прохождение Луны по своей орбите - проходит за 27,3 дня. Однако для полного оборота вокруг Земли и смены лунных фаз требуется на 2,2 дня больше - ведь за то время, что Луна идет по своей орбите, Земля пролетает тринадцатую часть собственной орбиты вокруг Солнца!
- Луна находится в приливном захвате Земли - она вращается вокруг своей оси с той же скоростью, что и вокруг Земли. Из-за этого Луна постоянно повернута к Земле одной и той же стороной. Такое состояние характерно для спутников, которые находятся очень близко к планете.
- Ночь и день на Луне очень долгие - по половине земного месяца.
- В те периоды, когда Луна выходит из-за земного шара, ее видно на небе - тень нашей планеты постепенно сползает со спутника, позволяя освещать его Солнцу, а затем обратно закрывает его. Смены освещенности Луны, видимые с Земли, называются ее . Во время новолуния спутника не видно на небе, в фазе молодой Луны появляется ее тонкий серп, напоминающий завиток буквы «Р», в первой четверти Луна освещена ровно наполовину, а во время полнолуния ее заметно лучше всего. Дальнейшие фазы - вторая четверть и старая луна - происходят в обратном порядке.
Интересный факт: так как лунный месяц короче календарного, иногда за один месяц может быть два полнолуния - второе называется «голубой луной». Она такая же яркая, как и обычная полня - Землю она освещает на 0,25 люкс (для примера, обычное освещение внутри дома составляет 50 люкс). Сама Земля освещает Луну в 64 раза сильнее - целых 16 люкс. Разумеется, весь свет не собственный, а отраженный солнечный.
- Орбита Луны наклонена к плоскости орбиты Земли и регулярно ее пересекает. Наклонение спутника постоянно меняется, варьируясь между 4,5° и 5,3°. На смену наклонения Луны уходит больше 18 лет.
- Луна движется вокруг Земли со скоростью 1,02 км/с. Это намного меньше скорости движения Земли вокруг Солнца - 29,7 км/с. Максимальная скорость космического аппарата, достигнутая зондом для исследования Солнца «Гелиос-Б», составляла 66 километров в секунду.
Физические параметры Луны и ее состав
Для того чтобы понять, насколько большая Луна и из чего она состоит, людям понадобилось немало времени. Только в 1753 году ученый Р. Бошкович сумел доказать, что у Луны нет существенной атмосферы, равно как и жидких морей - при покрытии Луной звезды исчезают мгновенно, когда наличие дало бы возможность наблюдать их постепенное «затухание». Еще 200 лет понадобилось на то, чтобы советская станция «Луна-13» в 1966 году измерила механические свойства поверхности Луны. А про обратную сторону Луны вообще не было ничего не известно вплоть до 1959 года, пока аппарат «Луна-3» не сумел сделать первые ее снимки.
Команда космического корабля «Аполлон-11» доставила первые образцы на поверхность в 1969 году. Также они стали первыми людьми, которые побывали на Луне - до 1972 года на ней приземлилось 6 кораблей, и высадились 12 астронавтов. В достоверности этих полетов часто сомневались - однако многие пункты критиков исходили из их несведущести в космическом деле. Американский флаг, который по уверениям конспирологов «не мог развеваться в безвоздушном пространстве Луны», на самом деле твердый и статичный - его специально укрепили твердыми нитями. Это было сделано специально для того, чтобы сделать красивые снимки - провисшее полотно не столь зрелищное.
Многие искажения цветов и форм рельефа в отражениях на шлемах скафандров, в которых искали фальсификат, были обусловлены золотым напылением на стекле, защищающем от ультрафиолетового . Советские космонавты, которые смотрели трансляцию высадки астронавтов в реальном времени, также подтвердили достоверность происходящего. А кто сможет обмануть эксперта в своем деле?
А полные геологические и топографические карты нашего спутника составляются по сегодняшний день. В 2009 году космическая станция LRO (англ. «Lunar Reconnaissance Orbiter», Лунный Орбитальный Зонд) не только доставила самые детальные снимки Луны в истории, но и доказала наличие на ней большого количества замерзшей воды. Он же поставил точку в дискуссии о том, были ли люди на Луне, засняв следы деятельности команды «Аполлон» с низкой орбиты Луны. Аппарат был укомплектован оборудованием из нескольких стран мира, в том числе и из России.
Так как к исследованию Луны подключаются новые космические государства вроде Китая и частные компании, свежие данные поступают каждый день. Мы собрали основные параметры нашего спутника:
- Площадь поверхности Луны занимает 37,9х10 6 квадратных километров - около 0,07% от всей площади Земли. Невероятно, но это лишь на 20% превышает площадь всех заселенных человеком местностей на нашей планете!
- Средняя плотность Луны 3,4 г/см 3 . Она на 40% меньше плотности Земли - в первую очередь из-за того, что спутник лишен многих тяжелых элементов вроде железа, которыми богата наша планета. Кроме того, 2% массы Луны приходится на реголит - мелкую крошку камня, созданную космической эрозией и ударами метеоритов, плотность которой ниже обычной породы. Его толща в отдельных местах достигает десятков метров!
- Все знают, что Луна намного меньше Земли, что сказывается на ее гравитации. Ускорение свободного падения на ней составляет 1,63 м/с 2 - всего 16,5 процентов от всей силы притяжения Земли. Прыжки астронавтов на Луне были очень высокими несмотря даже на то, что их скафандры весили 35,4 килограмма - почти как рыцарские доспехи! При этом они еще сдерживались: падение в условиях вакуума было достаточно опасным. Ниже - видео прыжков астронавта из прямой трансляции.
- Лунные моря охватывают около 17% всей Луны - в основном ее видимую сторону, которая почти на треть покрыта ими. Они являются следами ударов особенно тяжелых метеоритов, которые буквально сорвали со спутника его кору. В этих местах от мантии Луны поверхность отделяет лишь тонкий, полукилометровый слой застывшей лавы - базальта. Поскольку ближе к центру любого большого космического тела концентрация твердых веществ растет, в лунных морях больше металла, чем где-либо по Луне.
- Основная форма рельефа Луны - это кратеры и другие производные от ударов и ударными волнами, которастероидов. Лунные горы и цирки были построены громадными ые изменяли структуру поверхности Луны до неузнаваемости. Особенно сильна их роль была в начале истории Луны, когда та была еще жидкой - падения поднимали целые волны расплавленного камня. Это же стало причиной образования лунных морей: обращенная к Земле сторона была сильнее раскалена из-за концентрации в ней тяжелых веществ, из-за чего астероиды влияли на нее сильнее, чем на прохладную обратную сторону. Причиной такого неравномерного распределения вещества стало притяжение Земли, особенно сильное в начале истории Луны, когда та была ближе.
- Кроме кратеров, гор и морей, в луне существуют пещеры и трещины - уцелевшие свидетели тех времен, когда недра Луны были также раскалены, как и , и на ней действовали вулканы. В этих пещерах часто присутствуют водные льды, как и у кратеров на полюсах, из-за чего их часто рассматривают как места для будущих лунных баз.
- Настоящий цвет поверхности Луны - очень темный, ближе к черному. По всей же Луне попадаются самый разные цвета - от бирюзово-голубого до почти оранжевого. Светло-серый оттенок Луны из Земли и на снимках обусловлен высокой освещенностью Луны Солнцем. Из-за темного цвета, поверхность спутника отражает лишь 12% от всех лучей, падающих от нашего светила. Будь Луна светлее - и во время полнолуний было бы светло как днем.
Как сформировалась Луна?
Исследование минералов Луны и ее история - одна из самых тяжелых для ученых дисциплин. Поверхность Луны открыта для космических лучей, а тепло у поверхности нечему задерживать - поэтому спутник днем накаляется до 105° C, а ночью остывает до –150° C. Двухнедельная продолжительность дня и ночи усиливает влияние на поверхность - и в итоге минералы Луны изменяются до неузнаваемости со временем. Однако удалось кое-что выяснить.
Сегодня считается, что Луна - это продукт столкновения крупного зародыша планеты, Тейи, с Землей, который произошел миллиарды лет назад, когда наша планета была полностью расплавленной. Часть столкнувшейся с нами планеты (а она была размером с ) была поглощена - но ее ядро вместе с частью поверхностной материи Земли было выброшено по инерции на орбиту, где и осталалось в виде Луны.
Это доказывает уже упоминавшийся выше дефицит железа и других металлов на Луне - к тому времени, когда Тейя, вырвала кусок земного вещества, большая часть тяжелых элементов нашей планеты была притянута гравитацией внутрь, к ядру. Это столкновение отразилось на дальнейшем развитии Земли - она стала вращаться быстрее, а ось ее вращения наклонилась, из-за чего стала возможной смена сезонов.
Дальше Луна развивалась как обычная планета - у нее сформировалось железное ядро, мантия, кора, литосферные плиты и даже своя атмосфера. Однако малая масса и бедный на тяжелые элементы состав привел к тому, что недра нашего спутника быстро остыли, а атмосфера - испарилась от высокой температуры и отсутствия магнитного поля. Однако кое-какие процессы внутри все еще происходят - из-за движений в литосфере Луны иногда происходят лунотрясения. Они представляют одну из главных опасностей для будущих колонизаторов Луны: их размах доходит до 5 с половиной баллов по шкале Рихтера, а длятся они куда дольше земных - нет океана, способного вобрать в себя импульс движения земных недр.
Основные химические элементы на Луне - это кремний, алюминий, кальций и магний. Минералы, которые образуют эти элементы, схожие с земными и даже встречаются на нашей планете. Однако главное отличие минералов Луны - это отсутствие воздействия воды и кислорода, вырабатываемого живыми существами, высокая доля метеоритных примесей и следы воздействия космического излучения. Озоновый слой Земли сформировался достаточно давно, а атмосфера сжигает большую часть массы падающих метеоритов, позволяя воде и газам медленно, но уверенно менять облик нашей планеты.
Будущее Луны
Луна - это первое космическое тело после Марса, которое претендует на первоочередную колонизацию человеком. В некотором смысле Луна уже освоена - СССР и США оставили на спутнике государственные регалии, а орбитальные радиотелескопы прячутся за обратной стороной Луны от Земли, генератора множества помех в эфире. Однако что ждет наш спутник в будущем?
Главный процесс, о котором уже не раз упоминалось в статье - это отдаление Луны за счет приливного ускорения. Оно происходит достаточно медленно - спутник улетает не больше чем на 0,5 сантиметра в год. Однако важно тут совершенно другое. Дистанцируясь от Земли, Луна замедляет ее вращение. Рано или поздно может наступить момент, когда сутки на Земле будут длиться столько же, сколько лунный месяц - 29–30 дней.
Однако у удаления Луны будет свой предел. После его достижения, Луна начнет витками приближаться к Земле - причем куда быстрее, чем отдалялась. Полностью врезаться ей, однако, не удастся. За 12–20 тысяч километров от Земли начинается ее полость Роша - гравитационный предел, при котором спутник какой-либо планеты может сохранять твердую форму. Поэтому Луна на подлете будет разорвана на миллионы маленьких фрагментов. Часть из них упадет на Землю, устроив бомбардировку в тысячи раз мощнее ядерной, а остальные образуют вокруг планеты кольцо наподобие . Однако оно будет не таким ярким - кольца газовых гигантов состоят изо льда, который в разы ярче темных пород Луны - их не всегда будет видно на небе. Кольцо Земли создаст проблему астрономам будущего - если, конечно, к тому времени на планете кто-либо останется.
Колонизация Луны
Однако все это произойдет через миллиарды лет. А до тех пор человечество рассматривает Луну как первый потенциальный объект для космической колонизации. Однако что именно подразумевается под «освоением Луны»? Сейчас мы вместе просмотрим ближайшие перспективы.
Многие представляют колонизацию космоса подобно колонизации Земли времен Нового Века - поиск ценных ресурсов, их добыча, а затем доставка обратно домой. Однако это неприменимо к космосу - в ближайшие пару сотен лет доставка килограмма золота даже с ближайшего астероида будет обходиться дороже, чем его добыча из самых сложных и опасных для работы шахт. Также Луна вряд ли выступит «дачным сектором Земли» в ближайшем будущем - хотя там и есть большие месторождения ценных ресурсов, там будет тяжело выращивать еду.
Зато наш спутник вполне может стать базой для дальнейшего освоения космоса в перспективных направлениях - например, того же Марса. Главная проблема космонавтики на сегодняшний день - это ограничения по весу космических аппаратов. Для запуска приходится строить монструозные конструкции, которым нужны тонны топлива - ведь нужно преодолеть не только притяжение Земли, но и атмосферу! А если это межпланетный корабль, то нужно его еще и заправить. Это серьезно стесняет конструкторов, принуждая их предпочитать экономность функциональности.
Луна подходит для стартовой площадки космических кораблей куда лучше. Отсутствие атмосферы и низкая скорость для преодоления притяжения Луны - 2,38 км/c против 11,2 км/с Земли - делают запуски намного проще. А залежи полезных ископаемых спутника позволяют сэкономить на весе топлива - камне на шее космонавтики, который занимает значительную долю массы любого аппарата. Если развернуть производство ракетного топлива на Луне, можно будет запускать большие и сложные космические корабли, собранные с деталей, доставленных с Земли. Да и сборка на Луне будет куда проще, чем на околоземной орбите - и намного надежнее.
Существующие на сегодняшний день технологии позволяют если не полностью, то частично осуществить этот проект. Однако любые шаги в эту сторону требуют риска. Вложение громадных денег потребуют исследования на предмет нужных ископаемых, а также разработка, доставка и тестирование модулей будущих лунных баз. А одна предполагаемая стоимость запуска даже первоначальных элементов способна разорить целую сверхдержаву!
Поэтому колонизация Луны - это предмет не столько работы ученых и инженеров, сколько людей всего мира для достижения столь ценного единства. Ибо в единстве человечества кроется истинная сила Земли.