Самые холодные места на Земле и рядом не стоят близко к температуре лунной ночи - и создать базу, которая будет способна оградить поселенцев от такой температуры, очень нелегко. В течение многих десятилетий мысли о колонизации Луны волновали ученых и дальновидных людей. На экранах телевизоров и мониторов появлялись самые разные концепции лунных колоний.
Возможно, лунная колония будет следующим логичным шагом для человечества. Это наш ближайший сосед по звездам, который находится в каких-то 383 000 километрах от нас, что упрощает поддержку ресурсами. Кроме того, на Луне в избытке гелия-3, идеального топлива для термоядерных реакторов, которого на Земле очень мало.
Маршрут для постоянной лунной колонии теоретически набрасывали разные космические программы. Китай выразил заинтересованность в размещении базы на обратной стороне Луны. В октябре 2015 года стало известно, что Европейское космическое агентство и Роскосмос планируют ряд миссий к Луне, чтобы оценить возможности для размещения постоянных поселений.
Тем не менее у нашего спутника есть ряд проблем. Один оборот Луна совершает за 28 земных дней, а лунная ночь длится 354 часа - больше 14 земных дней. Длинный ночной цикл означает существенный спад температур. Температура на экваторе варьируется от 116 градусов по Цельсию днем до -173 градусов ночью.
Лунная ночь будет короче, если разместить базу на Северном или Южном полюсе. «Есть много причин строить такую базу на полюсах, но необходимо учитывать и другие факторы, помимо часов солнечного света», говорит Эдмонд Троллоп, инженер по космическим операциям в Telespazio VEGA Deutschland. Как и на Земле, на полюсах может быть очень холодно.
На лунных полюсах Солнце будет перемещаться вдоль горизонта, а не по небу, поэтому придется выстраивать боковые панели (в форме стен), что усложнит строительство. Большая плоская база на экваторе собирала бы много тепла, но чтобы добраться до тепла на полюсе, придется строить вверх, а это непросто. «При разумно выбранном месте, разницу температур можно будет с легкостью контролировать», говорит Волкер Майвальд, ученый Немецкого аэрокосмического центра DLR.
Широкая вариативность температур в цикле дня и ночи означает, что придется обеспечивать лунные базы не только достаточной изоляцией от леденящего холода и жгучей жары, но и справляться с термическими напряжениями и тепловым расширением.
Первые роботизированные миссии на Луну, вроде советских миссий «Луна», были спроектированы прожить один лунный день (две земных недели). Посадочные модули миссий NASA Surveyor могли возобновить работу на следующий лунный день. Но урон, нанесенный компонентам во время ночи, зачастую не позволял получить научные данные.
Луноходы советской космической программы с одноименным названием, которая проводилась в конце 60–70-х годов, включала элементы радиоактивного нагрева с хитроумной системой вентиляции, что позволило аппаратам прожить до 11 месяцев. Луноходы впадали в спячку ночью и запускались с солнцем, когда становилась доступна солнечная энергия.
Один из вариантов избежать высоких тепловых колебаний - закопать здание в лунный реголит. Этот порошкообразный материал, который покрывает поверхность Луны, имеет низкую теплопроводность и высокую устойчивость к солнечной радиации. Это значит, что он обладает сильными теплоизолирующими качествами, и чем глубже колония, тем выше тепловая защита. Кроме того, поскольку база будет нагреваться, а тепло на Луне передается плохо из-за отсутствия атмосферы, это снизит дальнейшее термическое напряжение.
Тем не менее, хотя идея «закопать» колонию, в принципе, была принята успешно, на практике это будет невероятно сложной задачей. «Я пока не видел проекта, который мог бы с этим совладать, - говорит Волкер. - Предполагают, это будут роботизированные строительные машины, которыми можно будет управлять удаленно».
Другой метод, с помощью которого можно было достичь нужного результата, лежит в самой земле. Пенетраторы, способные пробить поверхность в процессе удара, уже предлагались (но в меньших масштабах) для нескольких лунных миссий, вроде японской Lunar-A и британского MoonLite (в настоящее время проект отложен, хотя идея посадки с проникновением была настолько убедительной, что ЕКА решило использовать ее для механизма быстрой доставки образцов для анализа с поверхности и подповерхности планеты или луны). Преимущество этой концепции в том, что база зарывается при столкновении, а значит подвергнется относительно умеренным термическим условиям прежде, чем будет защищена.
Тем не менее останется проблема с обеспечением энергией, поскольку типичный проект с проникновением предлагает лишь очень ограниченные возможности по использованию солнечной энергии. Есть также проблемы нагрузок высокого ускорения при столкновении и высокой точности, необходимая для наведения. «Силу столкновения, необходимую для зарывания структуры, будет очень трудно согласовать с необходимыми функциями пилотируемой базы», говорит Троллоп.
Альтернативой такому решению будет насыпать лунный реголит сверху на колонию, возможно, используя машины типа гидравлических экскаваторов. Но чтобы сделать это эффективно, придется работать быстро.
Если лунный реголит не получится насыпать на колонию, тогда над ней можно развернуть «шляпу» многослойной изоляции (MLI), которая предотвратит рассеивание тепла. Теплоизоляционные материалы MLI широко используются на космических аппаратах, защищая их от холода космоса.
Преимущество такого метода в том, что он позволяет использовать массивы солнечных батарей для сбора и хранения энергии в течение двухнедельного лунного дня. Но если будет собрано недостаточно энергии, придется учитывать и альтернативные методы генерации энергии.
Термоэлектрические генераторы могли бы обеспечивать колонию энергией в течение ночного цикла: при своей низкой эффективности они, впрочем, не имеют проблем с обслуживанием, поскольку не имеют движущихся частей. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ) предлагают большую эффективность и имеют очень компактный источник топлива. Но базу придется экранировать от радиации, при этом позволив ей передавать тепло. Логистика установки генератора со съемным радиоактивным изотопом кишит проблемами: риски будут на всем пути, от взлета с Земли до посадки на Луну, наряду с проблемами политики и безопасности.
Можно было бы использовать и реакторы ядерного деления, но с ними будет еще больше проблем, включая перечисленные выше.
А если будут разработаны термоядерные реакторы, их тоже можно будет использовать на Луне, учитывая избыток гелия-3. Также могут пригодиться батареи - вроде литий-ионных - при условии достаточной генерации солнечной энергии за две недели ночного цикла.
Есть идея обеспечить энергией станцию на поверхности во время ночного цикла с помощью орбитального спутника, который будет передавать энергию через микроволны или лазер. Исследование этой идеи проводилось 10 лет назад. В ходе исследования выяснилось, что для большой лунной базы, требующей сотни киловатт энергии, поставляемой с орбиты 50-киловаттным лазером, ректенна (тип антенны, которая конвертирует электромагнитную энергию в прямой электрический ток) будет 400 метров в диаметре, а на спутнике - 5 квадратных километров солнечных батарей. На Международной космической станции порядка 3,3 кв. км солнечных панелей.
Несмотря на значительные трудности в строительстве колонии, которая должна будет противостоять суровому ночному лунному циклу, они не являются непреодолимыми. При соответствующей тепловой защите и соответствующей системе выработки энергии во время длинной двухнедельной ночи, мы можем получить лунную колонию уже в ближайшие двадцать лет. И тогда сможем обратить свой взор подальше.
Таким образом, Луна ничем не защищена ни от солнечного нагревания в дневное время, ни от охлаждения - в ночное. Вместе с тем продолжительность солнечных суток на Луне составляет 294% дней. В таких условиях на поверхности Луны следует ожидать больших температурных контрастов между дневным и ночным временем, что фактически и наблюдается. Благодаря большим угловым размерам Луна доступна детальному температурному обследованию как в оптическом, так и в радиодиапазоне. Вот главнейшие результаты измерений теплового излучения Луны в инфракрасной и радиочастотной областях спектра:
1. Измерения в инфракрасной области дали для температуры поверхности Луны в субсолярной точке около +100 °С, а в антисолярной (полуночной) -160 °С; последняя величина подтверждается измерением радиоизлучения Луны вблизи новолуния на длине волны 1,3 мм. Сравнение с радиоизлучением Солнца привело к температуре Луны в ее полуночной области 124,5±8,6 К.
Убывание температуры во время полнолуния к лунному краю идет согласно закону , тогда как гладкая сфера должна давать падение по закону . При этом наблюдаются места нарушений, в которых температура выше, чем в их окрестностях. Как правило, оптически более темные места, например моря, оказываются горячее светлых; в частности, дно у большого лунного кратера почти всегда холоднее окружающей местности (см., однако, исключения на с. 530).
Рис. 214. Изменения температуры Луны по радиометрическим измерениям во время двух лунных затмений 1927 и 1939 гг. (две верхние кривые) и излучение лунной поверхности вовремя затмения 1939 г. В затмении 1939 г. измерялась субсолярная точка, а в затмении 1927 г. - точка вблизи, лимба
2. Во время лунных затмений, когда инсоляция поверхности Луны быстро изменяется и на некоторое время вовсе прекращается температура той или иной точки на диске Луны определяется притоком тепла изнутри через теплопроводность. Быстрое падение температуры указывает на малую теплопроводность. Как видно на рис. 214, температура субсолярной точки на Луне падает от 370 до 190 К всего, лишь за час с небольшим и так же быстро восстанавливается при возобновлении инсоляции. Краевая область Луны охлаждается до 160-150 К. Из этих измерений можно найти тепловую инерцию лунного поверхностного слоя, которая определяется произведением , где k - коэффициент теплопроводности и - объемная теплоемкость. Указанное произведение оказывается в пределах от 0,003 до . Для того чтобы отсюда вывести какие-либо заключения а горных породах, слагающих поверхность Луны, нужны какие-то предположения об их вероятной плотности и теплоемкости.
Оставаясь при разумных предположениях о и (порядка 1 г/см2 и 0,1 гкал/г соответственно), исследователи приходили к выводу, что теплопроводность на Луне очень низка (около 0,00025), и это соответствует представлению о мелко раздробленной или даже пылевой структуре поверхности Луны (такую теплопроводность имеют, например, - снег или стеклянная вата). Однако радиоизмерения температуры Луны дают более полное представление об этом.
3. В отличие от оптических, измерения в радиодиапазоне на сантиметровых и дециметровых волнах позволяют делать заключение о температурах под поверхностью: тем глубже, чем больше длина волны. Измерения яркостной температуры Луны приводят к постоянной составляющей температуры и накладывающегося на нее периодически меняющегося члена с убывающей по мере роста глубины амплитудой и запаздыванием по фазе. Последние две величины также зависят от произведения . Что касается глубины, откуда эффективно исходит излучение в длине волны Я, то она пропорциональна и может быть оценена вновь при разумных предположениях о слагающих поверхность материалах.
На длине волны см было найдено изменение температуры со временем в течение синодического месяца:
в шкале Кельвина; при найдено в шкале Кельвина
В последнем случае минимум наступает позже новолуния на периода, т. е. на дня. При и 9 см средние температуры равны соответственно 211 и 218 К, а для см температура Луны почти не меняется с фазой, тогда как средняя температура растет до см. Отсюда можно оценить температурный градиент на Луне не менее , что почти на два порядка больше, чем на Земле . Такой большой градиент также можно объяснить низкой теплопроводностью. Но так как никаких нарушений монотонности роста температуры с глубиной на Луне из радио наблюдений не замечается, то низкая теплопроводность, по-видимому, свойственна поверхностным слоям Луны в толще свыше десяти метров, т. е. не может быть следствием порошкообразного строения поверхности (возможного лишь на поверхности), и вместе с низкой плотностью говорит о губчатой, пористой структуре вроде пемзы, которая, как известно, есть один из видов застывшей лавы.
Измерения хода падения температуры в деталях лунной поверхности во время лунных затмений показали, что многие кратеры, в том числе малые и ничем не примечательные, остаются заметно теплее окружающей местности на все время затмения. Особенно медленно остывают кратеры Тихо, Коперник и Аристарх с их центральными горками, которые оставались на 50 К теплее соседних с ними мест лунной поверхности. Море Спокойствия и вообще моря остывают, как правило, медленнее материковых областей.
Вероятно, во всех этих случаях мы имеем дело с повышенной теплопроводностью слагающих пород или с меньшей толщиной мало проводящего слоя с малой теплопроводностью, или даже со скалами, совсем свободными от пылевых наслоений. Установленные на Луне тепловые приемники, обращенные к скалам, показывали гораздо более медленное понижение температуры после захода Солнца, нежели приемники, обращенные к открытому пространству.
ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. т РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ НА ВОЛНЕ 8 мм.
ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛУННОЙ ПОВЕРХНОСТИ С ИЗМЕНЕНИЕМ ФАЗЫ ЛУНЫ. Инфракрасно* излучение обнаруживает температуру самой поверхности Луны, а радиоизлучение идет с небольшой глубины. Резкий обрыв и взлет кривой в новолуние показывает падение температуры при полном затмении Луны. Только на полтора часа Земля закрывает доступ солнечных лучей на Луну, а лунная кора за это время остывает от +120 до -120°С.
ТЕМПЕРАТУРА ЛУНЫ
В Советском Союзе исследованиями лунных температур занимаются на Главной астрономической обсерватории Академии наук СССР в Пулкове.
Наблюдения ведутся на отражательных телескопах с параболическими зеркалами, дающими изображение Луны. В фокусе зеркала помещается прибор, измеряющий величину падающей на него радиации. Обычно это термоэлемент, принцип действия которого основан, как известно, на том, что в замкнутой цепи, состоящей из двух различных металлов, нагретых до различных температур, появляется электрический ток, величина которого пропорциональна разности температур двух спаев.
Падающая на Луну солнечная радиация частично отражается ее поверхностью, а частично поглощается, повышая ее температуру. Будучи нагрета выше окружающего пространства, Луна излучает энергию. Излучение это лежит в инфракрасной части спектра, то есть в области длин волн больших, чем у видимого света, и не воспринимаемых нашим глазом.
Таким образом, собранная зеркалом телескопа радиация состоит из отраженного лунной поверхностью солнечного излучения и собственного излучения Луны.
Для того чтобы вычислить температуру последней, необходимо знать величину только собственного излучения Луны. К счастью, оба излучения имеют различные длины волн и могут быть разделены с помощью водяного фильтра, поглощающего всю тепловую радиацию.
Если мы измерим всю приходящую от Луны энергию и часть ее, прошедшую через водяной фильтр, то разность этих величин даст нам собственное излучение лунной поверхности.
Правда, водяной фильтр не полностью разделяет обе радиации, так что приходится еще производить ряд вычислений для определения точного значения. Однако и после этого полученный результат не является еще величиной, позволяющей вычислить температуру Луны, так как излучение прошло через земную атмосферу, сильно "его поглотившую. Величина поглощения земной атмосферой длинноволновой радиации не является постоянной, а меняется от ночи к ночи. Поэтому ее приходится определять для каждой наблюдательной ночи отдельно. Только после учета этого поглощения, наконец, получается настоящая величина температурного излучения Луны.
Каково же о к азалось значение температуры на Луне? Сейчас можно считать установленным, что температура лунной поверхности изменяется от -И20°С около лунного полдня до -»150°С во время лунной ночи. Наблюдения во время затмений обнаружили поразительно быстрое падение температуры с уменьшением приходящей от Солнца энергии. В течение трех часов температура лунной поверхности падает почти на 200°
Быстрое падение температуры во время затмений указывает на весьма низкую величину теплопроводности поверхностного слоя Луны. Ни одна из земных пород не обладает тдким низким ее значением. Поэтому, по-видимому, можно считать установленным, что поверхность Луны примерно на 5 см глубиной покрыта слоем породы в очень размельченном состоянии, типа пыли. О более глубоких слоях лунной поверхности пока трудно сказать, находится ли она в пылевом состоянии, или является первозданной сплошной породой.
М. ЗЕЛЬЦЕР, кандидат физико-математических наук,
Пулковская обсерватория
РАДИОРАЗВЕДКА ЛУНЫ_____
Чтобы узнать, какими ископаемыми богата Земля, посылают геологическую партию. Но как разведать состав Луны: из чего сложена ее кора, чем покрыта ее поверхность?
О природе Луны нам говорят: солнечный свет, отраженный ее поверхностью, и ее собственное тепловое излучение. Отраженный свет хорошо ознакомил нас с рельефом Луны, но он мало сообщает о свойствах поверхности и ничего о том, чго делается в глубине. О температуре Луны, ее изменениях в течение месяца и во время лунных затмений мы узнаем, принимая собственное тепловое излучение Луны на инфракрасных волнах и в радиодиапазоне. Радиоволны разной длины - от миллиметров до метра - рассказывают о том, как изменяется температура лунной коры от поверхности вглубь.
Вещество лунной поверхности слегка прозрачно для радиоволн, поэтому радиотелескоп принимает излучение также и с некоторой глубины. Чем глубже слой, тем меньшая часть его излучения проходит наружу. Прозрачность зависит от длины волны. Волны большей длины меньше поглощаются, как это обычно бывает у твердых диэлектриков. Инфракрасные волны исходят из самой поверхности Луны. Радиоволны длиной 3 см излучаются слоем толщиной 10- 15 см, а волны длиной 20 см - слоем толщиной почти
(См. окончание на 13-й стр.)
Наука
Когда наступает полнолуние, яркий свет Луны притягивает наше внимание, но Луна хранит и другие секреты, который могут вас удивить.
1. Существует четыре типа лунных месяцев
Наши месяца соответствуют примерно тому промежутку времени, которое требуется нашему естественному спутнику для прохождения полных фаз.
Из раскопок ученые обнаружили, что люди еще с эпохи палеолита считали дни связывая их с фазами Луны. Но на самом деле существует четыре разных вида лунных месяцев.
1. Аномалистический - продолжительность времени, которая требуется Луне, чтобы пройти вокруг земли, измеряемое от одного перигея (ближайшая к Земле точка орбиты Луны) до другого, что занимает 27 дней, 13 часов, 18 минут, 37,4 секунды.
2. Узловой - продолжительность времени, которая требуется Луне для того, чтобы пройти от точки пересечения орбит и вернутся к ней, что занимает 27 дней, 5 часов, 5 минут, 35,9 секунд.
3. Сидерический - продолжительность времени, которая требуется Луне, чтобы обойти землю, ориентируясь по звездам, что занимает 27 дней, 7 часов, 43 минут, 11,5 секунд.
4. Синодический - продолжительность времени, которая требуется Луне, чтобы пройти вокруг земли, ориентируясь по Солнцу (это промежуток времени между двумя последовательными соединениями с Солнцем - перехода от одного новолуния к другому), что занимает 29 дней, 12 часов, 44 минут, 2,7 секунд. Синодический месяц берется за основу во многих календарях и используется для разделения года
2. С Земли мы видим немногим больше половины Луны
Большинство справочников упоминают, что из-за того, что Луна вращается только один раз во время каждого витка вокруг Земли, мы никогда не видим больше половины всей ее поверхности. По правде говоря, нам удается увидеть больше во время ее прохождения по эллиптической орбите, а именно 59 процентов
.
Скорость вращения Луны является одинаковой, но не ее частота вращения, что позволяет нам увидеть только край диска время от времени. Другими словами, два движения не происходят совершенно синхронно, несмотря на то, что они сходятся к концу месяца. Этот эффект называется либрация по долготе .
Таким образом, Луна колеблется в направлении востока и запада, позволяя нам увидеть чуть дальше по долготе с каждого края. Оставшийся 41 процент мы никогда не увидим с Земли, а если бы кто-то находился на той стороне Луны, то он бы ни за что не увидел Землю.
3. Требуется сотни тысяч Лун, чтобы сравнится с яркостью Солнца
Видимая звездная величина Полной Луны -12,7, но Солнце в 14 раз ярче, при видимой звездной величине -26,7. Соотношение яркости Солнца и Луны составляет 398,110 к 1
. Столько Лун потребуется, чтобы сравнится с яркостью Солнца. Но все это спорный вопрос, так как не существует способа вместить столько Лун на небе.
Небо составляет 360 градусов, включая ту половину за горизонтом, которую мы не можем увидеть, и таким образом в небе больше 41,200 квадратных градусов. Луна соответствует только половине градуса поперек, что дает площадь в 0,2 квадратных градуса. Таким образом, вы можете заполнить все небо, включая ту половину, которая лежит под нашими ногами, 206,264 полными Лунами и у вас все равно останется 191,836, чтобы соответствовать яркости Солнца.
4. Первая и последняя четверть Луны и наполовину не такие яркие, как Полная Луна
Если бы поверхность Луны была бы как совершенно гладкий бильярдный шар, то яркость ее поверхности, была бы везде одинаковой. В таком случае, она бы была в два раза ярче.
Но у Луны очень неровный рельеф , особенно около границы света и тени. Ландшафт Луны пронизан бесчисленными тенями от гор, валунов и даже мельчайших частиц лунной пыли. Кроме того, поверхность Луны покрыта темными областями. В конечном счете, в первой четверти, Луна в 11 раз менее яркая чем, когда она полная . На самом деле Луна немного ярче в первой четверти, чем в последней, так как в этой фазе некоторые части луны отражают свет лучше, чем в других фазах.
5. 95 процентов освещенной Луны в два раза менее яркие, чем полная Луна
Хотите верьте, хотите нет, но примерно за 2,4 дня до и после полнолуния Луна светит в два раза менее ярче полной Луны. Несмотря на то, что 95 процентов Луны освещается в это время, и большинству обычных наблюдателей будет казаться, что это полнолуние, ее яркость примерно на 0,7 величин меньше, чем при полной фазе, что делает ее в два раза менее яркой.
6. Если смотреть с Луны, Земля тоже проходит через фазы
Однако, эти фазы противоположны лунным фазам
, которые мы видим с Земли. Когда мы видим новолуние, то с Луны можно наблюдать полную Землю. Когда Луна находиться в первой четвери, то Земля находиться в последней четверти, а когда Луна между второй четвертью и полнолунием, то Земля видна в виде полумесяца, и наконец, Земля в новой фазе видна, когда мы видим полнолуние.
С любой точки Луны (за исключением самой удаленной стороны, откуда нельзя увидеть Землю), Земля находится на том же самом месте на небе.
С Луны, Земля кажется в четыре раза больше, чем полная Луна , когда мы ее наблюдаем, и в зависимости от состояния атмосферы, светит от 45 до 100 раз ярче полной Луны. Когда полная Земля видна на лунном небосводе, она освещает окружающий лунный ландшафт голубовато-серым светом.
7. Затмения тоже меняются, если смотреть с Луны
Не только фазы меняются местами, если смотреть с Луны, но и лунные затмения являются солнечными затмениями, если смотреть с Луны
. В этом случае, земной диск закрывает Солнце.
Если он полностью закрывает Солнце, узкая полоска света окружает темный диск Земли, который подсвечивается Солнцем. Это кольцо имеет красноватый оттенок, так как он получается вследствие сочетания света восходов и закатов, который происходят в этот момент. Вот почему во время полного лунного затмения, Луна приобретает красноватый или медный оттенок.
Когда на Земле происходит полное затмение Солнца, наблюдатель с Луны может видеть в течение двух или трех часов как небольшое, отчетливое темное пятно медленно перемещается через поверхность Земли. Это темная тень Луны, которая падает на Землю,называется умбра. Но в отличие от лунного затмения, когда Луна полностью поглощается тенью Земли, лунная тень меньше на несколько сотен километров в ширину, когда касается Земли, появляясь только в виде темного пятна.
8. Кратеры Луны называются по определенным правилам
Лунные кратеры формировались астероидами и кометами, которые сталкивались с Луной. Считается, что только на ближней стороне Луны примерно 300,000 кратеров, шириной больше чем 1 км
.
Кратеры называются в честь ученых и исследователей . Например, Кратер Коперника был назван в честь Николая Коперника , польского астронома, который в 1500 годах обнаружил, что планеты движутся вокруг Солнца. Кратер Архимеда назван в честь математика Архимеда , который сделал множество математических открытий в 3 веке до нашей эры.
Традиция присваивать личные имена лунным образованиям началась в 1645 Майклом ван Лангреном (Michael van Langren) , Брюссельским инженером, который назвал главные особенности Луны по имени королей и великих людей на Земле. На своей лунной карте он назвал самую большую лунную равнину (Oceanus Procellarum ) в честь своего покровителя испанского Филиппа IV .
Но всего шесть лет спустя, Джованни Батиста Рикколи(Giovanni Battista Riccioli) из Болоньи создал свою лунную карту, удалив имена, которые дал ван Лангрен и вместо этого присвоил имена в основном известных астрономов . Его карта стала основой системы, сохранившейся по сей день. В 1939 году, Британская Астрономическая Ассоциация выпустила каталог официально названных лунных формирований. "Кто есть кто на Луне ", указав названия всех образований принятых Международным Астрономическим Союзом (МАС ).
На сегодняшний день МАС продолжает решать, какие имена давать кратерам на Луне, наряду с именами для всех астрономических объектов. МАС организует именование каждого конкретного небесного тела вокруг конкретной темы.
Названия кратеров сегодня можно разделить на несколько групп. Как правило, кратеры Луны называли в честь умерших ученых, научных работников и исследователей , которые уже стали известны за свой вклад в соответствующих областях. Так кратеры вокруг кратера Аполло и Моря Москвы на Луне назовут в честь американских астронавтов и русских космонавтов.
9. На Луне огромный температурный диапазон
Если вы начнете искать в интернете данные о температуре на Луне, то, скорее всего, запутаетесь. Согласно данным NASA
, температура на экваторе Луны варьирует от очень низкой (-173 градусов по Цельсию ночью) до очень высокой (127 градусов по Цельсию днем). В некоторых глубоких кратерах возле полюсов Луны, температура всегда около -240 градусов по Цельсию.
Во время лунного затмения, когда Луна движется к земной тени, всего за 90 минут, температура поверхности может упасть на 300 градусов по Цельсию.
10. На Луне свои часовые пояса
Вполне возможно сказать время на Луне. На самом деле, в 1970 году компания Хелброс Уотчес
(Helbros Watches)попросила Кеннета Л.Франклина (Kenneth L. Franklin)
, который много лет был главным астрономом в Нью-Йоркском Планетарии Хайден
создать часы для космонавтов, ступивших на поверхность Луны
. Эти часы измеряли время в так называемых "Лунациях
" - время, которое требуется Луне, чтобы обратится вокруг Земли. Каждая Лунация соответствует 29,530589 дням на Земле.
Для Луны Франклин разработал систему, называемую лунное время . Он представил себе местные лунные часовые пояса согласно стандартным часовым поясам на Земле, но основываясь на меридианах, шириной 12 градусов. Они будут называться незамысловато "36 градусов по восточному поясному времени " и т.д., но возможно, что будут адаптированы и другие более запоминающиеся названия, как например, "Коперниковское время ", или "время Западного спокойствия ".
Основные сведения о Луне
© Владимир Каланов,
сайт
"Знания-сила".
Луна - ближайшее к Земле крупное космическое тело. Луна является единственным естественным спутником Земли. Расстояние от Земли до Луны: 384400 км.
В середине поверхности Луны, обращённой в
сторону нашей планеты, находятся большие моря (тёмные пятна).
Они представляют собой районы, очень давно залитые лавой.
Среднее расстояние от Земли: 384000 км (мин.
356000 км, макс.
407000 км)
Диаметр экватора - 3480 км
Сила тяжести - 1/6 от земной
Период обращения Луны вокруг Земли - 27,3 земных суток
Период вращения Луны вокруг оси - 27,3 земных суток. (Период обращения вокруг Земли и
период вращения Луны равны, это значит, что Луна всегда обращена к Земле одной стороной; обе планеты вращаются вокруг общего центра, находящегося внутри
земного шара, поэтому принято считать, что Луна вращается вокруг Земли.)
Сидерический месяц (фазы): 29 суток 12 часов 44 минуты 03 секунды
Средняя скорость вращения по орбите: 1 км/с.
Масса Луны равна 7,35 x10 22 кг.
(1/81
земной массы)
Температура на поверхности:
- максимальная:
122°C;
- минимальная: -169°C.
Средняя плотность: 3,35 (г/см³).
Атмосфера: отсутствует;
Вода: отсутствует.
Считается, что внутреннее строение Луны похоже на строение Земли. Луна имеет жидкое ядро диаметром около 1500 км, вокруг которого располагается мантия толщиной около 1000 км, а верхний слой представляет собой кору, покрытую сверху слоем лунного грунта. Самый поверхностный слой грунта состоит из реголита, серого пористого вещества. Толщина этого слоя около шести метров, а толщина лунной коры равна в среднем 60 км.
Люди тысячелетиями наблюдают это удивительное ночное светило. У каждого народа о Луне сложены песни, мифы и сказки. Причём песни в основном лирические, задушевные. В России, например, невозможно встретить человека, которому была бы не известна русская народная песня "Светит месяц", а на Украине все любят прекрасную песню "Нiч яка мiсячна ". Впрочем, я не могу ручаться за всех, особенно за молодых людей. Ведь могут, к сожалению, найтись и такие, каким больше по душе "Rolling Stones " и их ро́ковые эффекты. Но не будем отвлекаться от темы.
Интерес к Луне
Интерес к Луне люди испытывали с глубокой древности. Уже в VII веке до н.э. китайские астрономы установили, что промежутки времени между одинаковыми фазами Луны равны 29,5 суток, а продолжительность года равна 366 суткам.
Примерно в то же время в Вавилоне звездочёты издали своеобразную клинописную книгу по астрономии на глиняных табличках, где содержались све́дения о Луне и пяти планетах. Удивительно, но звездочёты Вавилона уже знали, как рассчитать периоды времени между лунными затмениями.
Не намного позже, в VI веке до н.э. грек Пифагор уже утверждал, что Луна светит не собственным светом, а отражает на Землю солнечный свет.
На основании наблюдений давно уже составлены точные лунные календари для различных районов Земли.
Наблюдая тёмные участки на поверхности Луны, первые астрономы были уверены, что они видят озёра или моря́, подобные земным. Они ещё не знали, что ни о какой воде нельзя говорить, потому что на поверхности Луны температура днём достигает плюс 122°C, а ночью - минус 169°C.
До появления спектрального анализа, а потом и космических ракет изучение Луны сводилось по существу к визуальному наблюдению или, как теперь говорят, к мониторингу. Изобретение телескопа расширило возможности изучения как Луны, так и других небесных тел. Элементы лунного пейзажа, многочисленные кратеры (различного происхождения) и "моря" впоследствии стали получать имена выдающихся людей, в основном учёных. На видимой стороне Луны появились имена учёных и мыслителей разных эпох и народов: Платона и Аристотеля, Пифагора и , Дарвина и Гумбольдта, и Амундсена, Птолемея и Коперника, Гаусса и , Струве и Келдыша, и Лоренца и других.
В 1959 году советская автоматическая станция сфотографировала обратную сторону Луны. К имевшимся лунным загадкам прибавилась ещё одна: в отличие от видимой стороны, на обратной стороне Луны тёмных участков "морей" почти нет.
Обнаруженные на обратной стороне Луны кратеры по предложению советских астрономов были названы именами , Жуля Ве́рна, Джордано Бруно, Эдисона и Максвелла, а один из тёмных участков назвали Морем Москвы . Названия утверждены Международным Астрономическим союзом.
Один из кратеров на видимой стороне Луны носит имя Геве́лий. Это имя польского астронома Яна Геве́лия (1611-1687), который одним из первых рассматривал Луну в телескоп. В родном его городе Гданьске Геве́лий, юрист по образованию и страстный любитель астрономии, издал подробнейший по тем временам атлас Луны, назвав его "Селеногра́фией". Эта работа принесла ему всемирную известность. Атлас состоял из 600 страниц in folio и из 133 гравюр. Гевелий сам набирал тексты, изготавливал гравюры и сам печатал тираж. Он не стал гадать, кто из смертных достоин, а кто не достоин запечатлеть своё имя на вечной скрижали лунного диска. Обнаруженным на поверхности Луны горам Геве́лий дал земные названия: Карпаты, Альпы, Апеннины, Кавказ, Рифейские (т.е. Уральские) го́ры.
Много знаний о Луне накоплено наукой. Мы знаем, что Луна светит отраженным её поверхностью солнечным светом. Луна постоянно повёрнута к Земле одной стороной, потому что полный оборот её вокруг собственной оси и оборот вокруг Земли одинаковы по продолжительности и равны 27 земным суткам и восьми часам. Но почему, по какой причине возникла такая синхронность? Это одна из загадок.
Фазы Луны
При вращении Луны вокруг Земли лунный диск меняет своё положение относительно Солнца. Поэтому наблюдатель на Земле видит Луну последовательно как полный яркий круг, затем как полумесяц, становящийся всё более тонким серпом, пока этот серп полностью не исчезнет из поля зрения. Потом всё повторяется: тонкий серп Луны вновь появляется и увеличивается до полумесяца, а затем и до полного диска. Фаза, когда Луну не видно, называется новолунием. Фаза, в течение которой тоненький "серп", появившись с правой стороны лунного диска, вырастет до полукруга, называется первой четвертью. Освещённая часть диска растёт и захватывает весь диск - наступила фаза полнолуния. После этого освещенный диск уменьшается до полукруга (последняя четверть) и продолжает уменьшаться, пока узенький "серп" с левой стороны лунного диска не исчезнет из поля зрения, т.е. снова наступает новолуние и всё повторяется.
Полная смена фаз происходит за 29,5 земных суток, т.е. примерно в течение месяца. Вот почему в народной речи Луну называют месяцем.
Итак, в явлении смены фаз Луны ничего чудесного нет. Не является также чудом и то, что Луна не падает на Землю, хотя и испытывает мощное тяготение Земли. Не падает потому, что силу тяготения уравновешивает сила инерции движения Луны по орбите вокруг Земли. Здесь действует закон всемирного тяготения, открытый ещё Исааком Ньютоном. Но... почему возникло движение Луны вокруг Земли, движение Земли и других планет вокруг Солнца, какая причина, какая сила изначально заставила эти небесные тела двигаться указанным образом? Ответ на этот вопрос надо искать в тех процессах, которые происходили тогда, когда возникали Солнце и вся Солнечная система. Но откуда можно получить знания о том, что было много миллиардов лет назад? Человеческий разум может заглянуть как в невообразимо далёкое прошлое, так и в будущее. Об этом свидетельствуют достижения многих наук, в том числе астрономии и астрофизики.
Высадка человека на Луну
Самыми впечатляющими и без преувеличения эпохальными достижениями научно-технической мысли в XX веке были: запуск в СССР первого искусственного спутника Земли 7 октября 1957 года, первый полёт человека в космос, выполненный Юрием Алексеевичем Гагариным 12 апреля 1961 года и высадка человека на Луну, осуществлённая Соединёнными Штатами Америки 21 июля 1969 года.
На сегодня на Луне побывало уже 12 человек (все они граждане США), но слава всегда принадлежит первым. Первыми людьми, ступившими на поверхность Луны были Нейл Армстронг и Эдвин О́лдрин. Они высадились на Луну из космического корабля "Аполлон-11", который пилотировался астронавтом Майклом Ко́ллинзом. Коллинз находился на космическом корабле, который летел по окололунной орбите. После завершения работы на лунной поверхности Армстронг и О́лдрин стартовали с Луны на лунном отсеке космического корабля и после стыковки на окололунной орбите перешли на корабль "Аполлон-11", который затем взял курс на Землю. На Луне астронавты провели научные наблюдения, сделали снимки поверхности, собрали образцы лунного грунта и не забыли установить на Луне государственный флаг своей родины.
Слева направо: Нейл Армстронг, Майкл Коллинз, Эдвин ("Базз") Олдрин.
Первые астронавты проявили мужество и настоящий героизм. Слова эти стандартные, но они в полной мере относятся к Армстронгу, О́лдрину и Ко́ллинзу. Опасность могла поджидать их на каждом этапе полёта: при старте с Земли, при выходе на орбиту Луны, при высадке на Луну. А где была гарантия, что они с Луны возвратятся на корабль, пилотируемый Ко́ллинзом, а затем и благополучно долетят до Земли? Но и это не всё. Не было никому известно заранее, какие условия встретят людей на Луне, как поведут себя их космические скафандры. Единственно, чего могли не опасаться астронавты, так это того, что они не утонут в лунной пыли. Советская автоматическая станция "Луна-9" в 1966 году совершила посадку на одной из равнин Луны, и её приборы сообщили: пыли нет! Между прочим, генеральный конструктор советских космических систем Сергей Павлович Королёв, ещё ранее, в 1964 году, основываясь исключительно на своей научной интуиции, заявил (причём письменно), что на Луне пыли нет. Конечно, имеется в виду не полное отсутствие какой-либо пы́ли, а отсутствие слоя пыли ощутимой толщины. Ведь раньше некоторые учёные предполагали наличие на Луне слоя рыхлой пы́ли глубиной до 2-3 метров и более.
Но Армстронг и О́лдрин убедились лично в правоте академика С.П. Королёва: никакой пыли на Луне нет. Но это было уже после посадки, а при выходе на поверхность Луны волнение было большое: частота пульса у Армстронга достигала 156 ударов в минуту, не очень успокаивало то обстоятельство, что прилуне́ние происходило в "Море спокойствия".
Интересный и неожиданный вывод на основе изучения особенностей поверхности Луны сделали совсем недавно некоторые российские геологи и астрономы. По их мнению, рельеф обращенной к Земле стороны Луны очень напоминает поверхность Земли, какой она была в прошлом. Общие очертания лунных "морей" являются как бы отпечатком контуров земных континентов, которыми они были 50 миллионов лет назад, когда, по , почти вся суша Земли выглядела как один огромный континент. Выходит, что по какой-то причине "портрет" молодой Земли отпечатался на поверхности Луны. Вероятно, это произошло тогда, когда лунная поверхность была в мягком, пластичном состоянии. Что это был за процесс (если он, конечно, был), в результате которого произошло такое "фотографирование" Земли Луной? Кто ответит на этот вопрос?