Kummalisel kombel osutub kauge Päikese kaal võrreldamatult lihtsamini määratavaks kui palju lähemal asuva Kuu kaal. (On ütlematagi selge, et me kasutame sõna "kaal" nende valgustite kohta samas tavapärases tähenduses nagu Maa puhul: me räägime massi määratlusest.)
Päikese mass leiti järgmise arutluskäiguga. Katse on näidanud, et 1 g tõmbab 1 cm kaugusele 1 g jõuga, mis on võrdne 1/15 000 000 mg. Vastastikune külgetõmme f kaks keha massiga M Ja T distantsil D väljendatakse universaalse gravitatsiooni seaduse kohaselt järgmiselt:
Kui M – Päikese mass (grammides), T - Maa mass, D – nendevaheline kaugus on 150 000 000 km, siis on nende vastastikune tõmbejõud milligrammides võrdne (1/15 000 000) x (15 000 000 000 000 2) mg Teisest küljest on see tõmbejõud tsentripetaalne jõud, mis hoiab meie planeeti oma orbiidil ja mis , vastavalt mehaanika reeglitele on võrdne (ka milligrammides) mV 2 / D, kus T - Maa mass (grammides), V – selle ringkiirus on 30 km/s = 3 000 000 cm/s, a D – kaugus Maast Päikeseni. Seega
Selle võrrandi põhjal määratakse tundmatu M(väljendatud grammides):
M = 2x10 33 g = 2x10 27 t.
Selle massi jagamine maakera massiga, st arvutamine
saame 1/3 miljonit.
Teine võimalus Päikese massi määramiseks põhineb Kepleri kolmanda seaduse kasutamisel. Universaalse gravitatsiooni seadusest tuleneb kolmas seadus järgmisel kujul:
- Päikese mass, T - planeedi pöördeline periood, A - planeedi keskmine kaugus Päikesest ja planeedi mass. Rakendades seda seadust Maa ja Kuu suhtes, saame
Vaatlustest tuntud asendamine
ja jättes esimese lähendusena tähelepanuta Maa massi, mis on Päikese massiga võrreldes väike, ja nimetajast Kuu massi, mis on Maa massiga võrreldes väike, me saame
Teades Maa massi, saame Päikese massi.
Seega on Päike Maast kolmandik miljonit korda raskem. Päikesesfääri keskmise tiheduse arvutamine pole keeruline: selleks piisab, kui jagada selle mass mahuga. Selgub, et Päikese tihedus on umbes neli korda väiksem kui Maa tihedus.
Mis puudutab Kuu massi, nagu ütles üks astronoom: "kuigi see on meile lähemal kui kõik teised taevakehad, on seda raskem kaaluda kui (tollal) kõige kaugemal planeedil Neptuunil." Kuul ei ole satelliiti, mis aitaks arvutada selle massi, nagu oleme nüüd arvutanud Päikese massi. Teadlased pidid kasutama muid, keerukamaid meetodeid, millest mainime ainult ühte. See seisneb Päikese ja Kuu tekitatud mõõna kõrguse võrdlemises.
Loodete kõrgus sõltub seda tekitava keha massist ja kaugusest ning kuna on teada Päikese mass ja kaugus, siis on teada ka Kuu kaugus, siis loodete kõrguse võrdlemisel saadakse loodete mass. Kuu on otsustanud. Selle arvutuse juurde tuleme tagasi, kui räägime loodetest. Siin avaldame ainult lõpptulemuse: Kuu mass on 1/81 Maa massist (joonis 89).
Teades Kuu läbimõõtu, arvutame selle ruumala; osutub, et see on 49 korda väiksem kui Maa ruumala. Seetõttu on meie satelliidi keskmine tihedus 49/81 = 0,6 Maa tihedust.
Kuu on Päikese järel ereduselt teine objekt. See on Päikesesüsteemi suuruselt viies objekt. Kuu ja Maa keskpunktide keskmine kaugus on 384 467 km. Kuu mass vastab väärtusele 7,33 * 1022 kg.
Alates iidsetest aegadest on inimesed püüdnud selle liikumist kirjeldada ja selgitada. Kõikide tänapäevaste arvutuste aluseks on Browni teooria, mis loodi 19. - 20. sajandi vahetusel. Selle täpse liikumise kindlaksmääramiseks oli vaja enamat kui ainult Kuu massi. Arvesse võeti arvukalt trigonomeetriliste funktsioonide koefitsiente. Kaasaegne teadus on võimeline tegema täpsemaid arvutusi.
Laserkauguse määramine võimaldab mõõta taevaobjektide suurusi vaid mõnesentimeetrise veaga. Tema abiga tehti kindlaks, et Kuu mass on oluliselt väiksem kui meie planeedi mass (81 korda) ja selle raadius on 37 korda väiksem. Pikka aega ei olnud seda väärtust võimalik täpselt määrata, kuid kosmosesatelliitide start võimaldas avada uusi perspektiive. Huvitav fakt on teada, et Newtoni ajal määras Kuu massi selle tekitatud loode suurus.
Me näeme selle satelliidi valgustatud pinda erineval viisil. Päikese poolt valgustatud ketta nähtavat osa nimetatakse faasiks. Faase on kokku neli: Kuu täiesti tume pind on noorkuu, kasvav poolkuu on esimene veerand, täielikult valgustatud ketas on täiskuu, valgustatud pool teisel küljel on viimane veerand. Neid väljendatakse ühiku sajandikutes ja kümnendikestes. Kõikide kuufaaside muutumine on sünoodiline periood, mis tähistab Kuu pöördeid noorkuu faasist sellele järgnevale noorkuule. Seda nimetatakse ka sünoodiliseks kuuks, mis on võrdne ligikaudu 29,5 päevaga. Selle aja jooksul saab Kuu mööda orbiiti liikuda ja tal on aega olla kaks korda samas faasis. Sideerne tiirlemisperiood, mis kestab 27,3 päeva, on Kuu täispööre ümber Maa.
Ekslikult on levinud väide, et me näeme Kuu pinda ühelt poolt ja see ei pöörle. Kuu liikumine toimub pöörlemise kujul ümber oma telje ja pöördena ümber Maa ja Päikese
Täielik pööre ümber oma telje toimub 27 Maa päeva ja 43 minutiga. ja kell 7. Ringlus elliptilisel orbiidil ümber Maa (üks täispööre) toimub sama aja jooksul. Seda mõjutavad looded Kuu maakoores, mis põhjustavad Maal loodeid, mis tekivad Kuu gravitatsiooni mõjul.
Olles Kuust kaugemal kui Maa, tõmbab Päike oma tohutu massi tõttu Kuud kaks korda tugevamini kui Maa. Maa moonutab Kuu trajektoori ümber Päikese. Päikese suhtes on selle trajektoor alati nõgus.
Kuul ei ole atmosfääri, taevas on alati must. Tänu sellele, et helilained ei liigu vaakumis, on sellel planeedil täielik vaikus. Päeval on see otseste kiirte all mitu korda kõrgem kui vesi ja öösel ulatub -150 C. Kuu on üks. Selle tihedus on ainult 3,3 rubla. rohkem vett. Selle pinnal on tohutud tasandikud, mis on kaetud tahkunud laavaga, palju kraatreid, mis on tekkinud siis, kui gravitatsioonijõud on väiksem kui Maa gravitatsioonijõud, ja Kuu kaal on väiksem kui Maa, nii et inimene võib kahaneda 6 korda. kuu peal.
Radioaktiivsete ainete abil määrasid teadlased Kuu ligikaudse vanuse, mis on 4,65 miljardit aastat. Viimase kõige usutavama hüpoteesi järgi oletatakse, et Kuu tekkis hiiglasliku taevakeha hiiglasliku kokkupõrke tagajärjel noore Maaga. Teise teooria kohaselt tekkisid Maa ja Kuu iseseisvalt Päikesesüsteemi täiesti erinevates osades.
Kuu keskmine mass on umbes 7,3477 x 10 22 kg.
Kuu on Maa ainus satelliit ja sellele lähim taevakeha. Kuu sära allikaks on Päike, seega vaatleme alati ainult suure valgusti poole suunatud Kuu osa. Kuu teine pool on sel ajal sukeldunud kosmilisse pimedusse ja ootab oma järjekorda "valgusesse". Kuu ja Maa vaheline kaugus on ligikaudu 384 467 km. Niisiis, täna saame teada, kui palju Kuu kaalub võrreldes teiste Päikesesüsteemi "asukatega", ja uurime ka huvitavaid fakte selle salapärase maise satelliidi kohta.
Miks Kuud nii kutsutakse?
Vanad roomlased nimetasid Kuud öövalguse jumalannaks, kelle järgi sai lõpuks nime ka öövalgusti ise. Teiste allikate kohaselt on sõnal "kuu" indoeuroopa juured ja see tähendab "särav" - ja seda mõjuval põhjusel, sest Maa satelliit on heleduse poolest Päikese järel teisel kohal. Vanakreeka keeles kutsuti öötaevas külma kollaka valgusega säravat tähte jumalanna Selene nimeks.
Mis on Kuu kaal?
Kuu kaalub umbes 7,3477 x 1022 kg.
Tõepoolest, füüsilises mõttes pole sellist asja nagu "planeedi kaal". Lõppude lõpuks on kaal jõud, mida keha avaldab horisontaalsele pinnale. Teise võimalusena, kui keha on riputatud vertikaalsel niidil, on selle kaal selle keerme tõmbejõud keha poolt. On selge, et Kuu ei asu pinnal ega ole "peatatud" olekus. Nii et füüsilisest vaatepunktist pole Kuul kaalu. Seetõttu oleks õigem rääkida selle taevakeha massist.
Kuu kaal ja selle liikumine – milline on seos?
Pikka aega on inimesed püüdnud lahti harutada Maa satelliidi liikumise "müsteeriumi". Kaasaegsete arvutuste aluseks sai Kuu liikumise teooria, mille lõi esmakordselt Ameerika astronoom E. Brown 1895. aastal. Kuu täpse liikumise määramiseks oli aga vaja teada selle massi, aga ka erinevaid trigonomeetriliste funktsioonide koefitsiente.
Tänu kaasaegse teaduse saavutustele on aga saanud võimalikuks teha täpsemaid arvutusi. Laserkauguse määramise meetodil saate määrata taevakeha suuruse vaid paarisentimeetrise veaga. Seega on teadlased tuvastanud ja tõestanud, et Kuu mass on 81 korda väiksem kui meie planeedi mass ja Maa raadius on 37 korda suurem kui sama Kuu parameeter.
Loomulikult said sellised avastused võimalikuks alles kosmosesatelliitide ajastu tulekuga. Kuid Newtoni universaalse gravitatsiooniseaduse suure "avastaja" ajastu teadlased määrasid Kuu massi, uurides loodete, mis on põhjustatud taevakeha asendi perioodilistest muutustest Maa suhtes.
Kuu - omadused ja numbrid
- pind - 38 miljonit km 2, mis moodustab ligikaudu 7,4% Maa pinnast
- maht - 22 miljardit m 3 (2% sama maapealse indikaatori väärtusest)
- keskmine tihedus - 3,34 g/cm 3 (Maa lähedal - 5,52 g/cm 3)
- gravitatsioon on võrdne 1/6 maakera omast
Kuu on üsna "raske" taevasatelliit, mis pole maapealsetele planeetidele tüüpiline. Kui võrrelda kõigi planeetide satelliitide massi, on Kuu viiendal kohal. Isegi Pluutol, mida kuni 2006. aastani peeti täieõiguslikuks planeediks, on enam kui viis korda väiksem mass kui Kuul. Nagu teate, koosneb Pluuto kivimitest ja jääst, seega on selle tihedus madal – ligikaudu 1,7 g/cm 3 . Kuid Päikesesüsteemi hiidplaneetide satelliidid Ganymedes, Titan, Callisto ja Io ületavad massilt Kuu.
On teada, et Universumi mis tahes keha gravitatsiooni- või gravitatsioonijõud seisneb erinevate kehade vahelise tõmbejõu olemasolus. Tõmbejõu suurus sõltub omakorda kehade massist ja nendevahelisest kaugusest. Seega meelitab Maa inimest oma pinnale - ja mitte vastupidi, kuna planeet on palju suurem. Sel juhul on gravitatsioonijõud võrdne inimese kaaluga. Proovime kahekordistada kaugust Maa keskpunkti ja inimese vahel (näiteks ronime maapinnast 6500 km kõrgusele mäele). Nüüd kaalub inimene neli korda vähem!
Kuid Kuu on massilt oluliselt madalam kui Maa, seetõttu on ka Kuu gravitatsioonijõud väiksem kui Maa gravitatsioonijõud. Nii võisid astronaudid, kes esmakordselt Kuu pinnale maandusid, teha kujuteldamatud hüppeid – isegi raske skafandri ja muu “kosmose” varustusega. Lõppude lõpuks väheneb inimese kaal Kuul kuus korda! Kõige sobivam koht kõrgushüppes planeetidevaheliste olümpiarekordite püstitamiseks.
Niisiis, nüüd teame, kui palju Kuu kaalub, selle peamised omadused ja muud huvitavad faktid selle salapärase maise satelliidi massi kohta.
1609. aastal, pärast teleskoobi leiutamist, sai inimkond esimest korda oma kosmosesatelliiti üksikasjalikult uurida. Sellest ajast peale on Kuu olnud enim uuritud kosmiline keha, aga ka esimene, mida inimesel õnnestus külastada.
Esimene asi, mida peame välja selgitama, on see, mis on meie satelliit? Vastus on ootamatu: kuigi Kuud peetakse satelliidiks, on see tehniliselt sama täisväärtuslik planeet nagu Maa. Sellel on suured mõõtmed – 3476 kilomeetrit ekvaatoril – ja mass 7,347 × 10 22 kilogrammi; Kuu jääb Päikesesüsteemi väikseimale planeedile vaid veidi alla. Kõik see teeb sellest Kuu-Maa gravitatsioonisüsteemi täieõigusliku osaleja.
Teine selline tandem on tuntud Päikesesüsteemis ja Charonis. Kuigi kogu meie satelliidi mass moodustab veidi rohkem kui sajandik Maa massist, ei tiirle Kuu enda ümber Maa – neil on ühine massikese. Ja satelliidi lähedus meile tekitab veel ühe huvitava efekti, loodete lukustumise. Selle tõttu on Kuu Maa poole alati sama küljega.
Veelgi enam, seestpoolt on Kuu üles ehitatud nagu täisväärtuslik planeet - sellel on maakoor, vahevöö ja isegi tuum ning kauges minevikus olid sellel vulkaanid. Muistsetest maastikest pole aga midagi alles – nelja ja poole miljardi aastase Kuu ajaloo jooksul kukkus sellele miljoneid tonne meteoriite ja asteroide, mis vaodustasid, jättes maha kraatreid. Mõned löögid olid nii tugevad, et rebenesid läbi selle koore kuni vahevööni. Sellistest kokkupõrgetest tekkinud süvendid moodustasid Kuu maria, tumedad laigud Kuul, mis on hästi nähtavad. Lisaks on need ainult nähtaval küljel. Miks? Sellest räägime edasi.
Kosmilistest kehadest mõjutab Kuu Maad kõige enam – välja arvatud ehk Päike. Kuu looded, mis tõstavad regulaarselt veetaset maailma ookeanides, on satelliidi kõige ilmsem, kuid mitte kõige võimsam mõju. Nii aeglustab Kuu Maast järk-järgult eemaldudes planeedi pöörlemist – päikesepäev on kasvanud algselt 5-lt tänapäevase 24 tunni peale. Satelliit toimib ka loodusliku barjäärina sadade meteoriitide ja asteroidide vastu, peatades need Maale lähenedes.
Ja kahtlemata on Kuu maitsev objekt astronoomidele: nii amatööridele kui professionaalidele. Kuigi kaugus Kuuni on lasertehnoloogia abil mõõdetud meetri täpsusega ja sealt on korduvalt Maale tagasi toodud mullaproove, on avastamiseks veel ruumi. Näiteks jahivad teadlased Kuu anomaaliaid – salapäraseid sähvatusi ja tulesid Kuu pinnal, millest kõigil pole seletust. Selgub, et meie satelliit peidab endas palju rohkem, kui pinnalt paistab – mõistame koos Kuu saladusi!
Kuu topograafiline kaart
Kuu omadused
Tänapäeva Kuu teaduslik uurimine on rohkem kui 2200 aastat vana. Satelliidi liikumist Maa taevas, selle faase ja kaugust sellest Maani kirjeldasid üksikasjalikult juba vanad kreeklased – Kuu siseehitust ja selle ajalugu uurivad kosmoseaparaadid tänapäevani. Sellegipoolest on filosoofide, seejärel füüsikute ja matemaatikute sajanditepikkune töö andnud väga täpseid andmeid selle kohta, kuidas meie Kuu välja näeb ja liigub ning miks see nii on. Kogu teabe satelliidi kohta saab jagada mitmeks üksteisest lähtuvasse kategooriasse.
Kuu orbiidi omadused
Kuidas Kuu Maa ümber liigub? Kui meie planeet oleks paigal, pöörleks satelliit peaaegu täiuslikus ringis, aeg-ajalt planeedile veidi lähenedes ja eemaldudes. Kuid Maa ise on Päikese ümber - Kuu peab pidevalt planeedile järele jõudma. Ja meie Maa ei ole ainus keha, millega meie satelliit suhtleb. Päike, mis asub Kuust Maast 390 korda kaugemal, on Maast 333 tuhat korda massiivsem. Ja isegi võttes arvesse pöördruutseadust, mille kohaselt iga energiaallika intensiivsus kaugusega järsult langeb, tõmbab Päike Kuud 2,2 korda tugevamini kui Maa!
Seetõttu sarnaneb meie satelliidi liikumise lõplik trajektoor spiraaliga ja seejuures keerulisega. Kuu orbiidi telg kõigub, Kuu ise perioodiliselt läheneb ja eemaldub ning globaalses mastaabis lendab isegi Maast eemale. Need samad kõikumised viivad selleni, et Kuu nähtav külg ei ole mitte sama satelliidi poolkera, vaid selle erinevad osad, mis orbiidil oleva satelliidi “õõtsumise” tõttu vaheldumisi Maa poole pöörduvad. Neid Kuu liikumisi pikkus- ja laiuskraadidel nimetatakse libratsioonideks ja need võimaldavad meil vaadata oma satelliidi kaugemasse külge juba ammu enne esimest möödalendu kosmoselaevaga. Idast läände pöörleb Kuu 7,5 kraadi ja põhjast lõunasse - 6,5 kraadi. Seetõttu on Kuu mõlemad poolused Maalt hästi näha.
Kuu spetsiifilised orbiidiomadused pole kasulikud mitte ainult astronoomidele ja kosmonautidele – näiteks hindavad fotograafid eriti superkuud: Kuu faasi, milles see saavutab oma maksimaalse suuruse. See on täiskuu, mille ajal Kuu on perigees. Siin on meie satelliidi peamised parameetrid:
- Kuu orbiit on elliptiline, selle kõrvalekalle täiuslikust ringist on umbes 0,049. Võttes arvesse orbiidi kõikumisi, on satelliidi minimaalne kaugus Maast (perigee) 362 tuhat kilomeetrit ja maksimaalne (apogee) 405 tuhat kilomeetrit.
- Maa ja Kuu ühine massikese asub Maa keskpunktist 4,5 tuhande kilomeetri kaugusel.
- Sideerkuu – Kuu täielik läbimine tema orbiidil – võtab aega 27,3 päeva. Täielikuks pöördeks ümber Maa ja Kuu faaside muutumiseks kulub aga 2,2 päeva rohkem – selle aja jooksul, mil Kuu oma orbiidil liigub, lendab Maa ju kolmeteistkümnendiku oma orbiidist ümber Päikese!
- Kuu on loodete tõttu Maa külge lukustatud – see pöörleb ümber oma telje sama kiirusega nagu ümber Maa. Selle tõttu on Kuu pidevalt sama küljega Maa poole pööratud. See seisund on tüüpiline satelliitidele, mis asuvad planeedile väga lähedal.
- Öö ja päev on Kuul väga pikad – poole maise kuu pikkusest.
- Nendel perioodidel, mil Kuu maakera tagant välja tuleb, on see taevas nähtav - meie planeedi vari libiseb järk-järgult satelliidilt maha, võimaldades Päikesel seda valgustada ja seejärel katab selle tagasi. Maa pealt nähtava Kuu valgustuse muutusi nimetatakse ee. Noorkuu ajal pole satelliiti noore kuu faasis taevas näha, ilmub selle õhuke poolkuu, mis sarnaneb P-tähe lokiga, on Kuu täpselt pooleldi valgustatud; täiskuu on see kõige märgatavam. Edasised faasid – teine veerand ja vanakuu – toimuvad vastupidises järjekorras.
Huvitav fakt: kuna kuu kuu on lühem kui kalendrikuu, võib mõnikord ühes kuus olla kaks täiskuud - teist nimetatakse "siniseks kuuks". See on sama ere kui tavaline valgus – see valgustab Maad 0,25 luksi (näiteks tavavalgustus maja sees on 50 luksi). Maa ise valgustab Kuud 64 korda tugevamalt – lausa 16 luksi. Muidugi pole kogu valgus meie oma, vaid peegeldunud päikesevalgus.
- Kuu orbiit on Maa orbiidi tasandi suhtes kaldu ja ületab seda regulaarselt. Satelliidi kalle muutub pidevalt, varieerudes 4,5° ja 5,3° vahel. Kuu kalde muutmiseks kulub rohkem kui 18 aastat.
- Kuu liigub ümber Maa kiirusega 1,02 km/s. See on palju väiksem kui Maa kiirus ümber Päikese – 29,7 km/s. Helios-B päikesesondi abil saavutatud kosmoselaeva maksimaalne kiirus oli 66 kilomeetrit sekundis.
Kuu füüsikalised parameetrid ja selle koostis
Inimestel kulus palju aega, et mõista, kui suur on Kuu ja millest see koosneb. Alles 1753. aastal suutis teadlane R. Bošković tõestada, et Kuul ei ole märkimisväärset atmosfääri, aga ka vedelaid meresid – Kuuga kattuna kaovad tähed hetkega, kui nende kohalolek võimaldab jälgida nende olemasolu. järkjärguline "summutus". Nõukogude jaamas Luna 13 kulus veel 200 aastat, et 1966. aastal mõõta Kuu pinna mehaanilisi omadusi. Ja Kuu kaugemast küljest ei teatud midagi kuni 1959. aastani, mil Luna-3 aparaat suutis teha oma esimesed fotod.
Apollo 11 kosmoseaparaadi meeskond viis esimesed proovid pinnale 1969. aastal. Neist said ka esimesed Kuud külastanud inimesed – kuni 1972. aastani maandus sellel 6 laeva ja 12 astronauti. Nende lendude usaldusväärsuses kahtleti sageli – paljud kriitikute seisukohad põhinesid aga nende teadmatusel kosmoseasjadest. Ameerika lipp, mis vandenõuteoreetikute sõnul "ei saanud Kuu õhuvabas ruumis lennata", on tegelikult kindel ja staatiline - seda tugevdati spetsiaalselt tahkete niitidega. Seda tehti spetsiaalselt ilusate piltide tegemiseks - longus lõuend pole nii tähelepanuväärne.
Paljud värvide ja reljeefsete kujundite moonutused skafandrite kiivrite peegeldustes, milles võltsinguid otsiti, olid tingitud klaasi kullast, mis kaitses ultraviolettkiirguse eest. Ka astronaudi maandumise otseülekannet jälginud nõukogude kosmonaudid kinnitasid toimuva autentsust. Ja kes suudab petta oma ala asjatundjat?
Ja meie satelliidi täielikke geoloogilisi ja topograafilisi kaarte koostatakse tänaseni. 2009. aastal ei edastanud kosmosejaam Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) mitte ainult ajaloo kõige üksikasjalikumaid pilte Kuust, vaid tõestas ka suures koguses jäätunud vee olemasolu sellel. Ta lõpetas ka arutelu inimeste Kuul viibimise üle, filmides madalalt Kuu orbiidilt jälgi Apollo meeskonna tegevusest. Seade oli varustatud mitme riigi, sealhulgas Venemaa seadmetega.
Kuna Kuu uurimisega liituvad uued kosmoseriigid nagu Hiina ja eraettevõtted, saabub iga päev uusi andmeid. Oleme kogunud oma satelliidi peamised parameetrid:
- Kuu pindala on 37,9x10 6 ruutkilomeetrit - umbes 0,07% Maa kogupindalast. Uskumatult on see vaid 20% suurem kui kõigi meie planeedi inimestega asustatud alade pindala!
- Kuu keskmine tihedus on 3,4 g/cm 3 . See on 40% väiksem kui Maa tihedus – peamiselt seetõttu, et satelliidil puuduvad paljud rasked elemendid, nagu raud, mille poolest meie planeet on rikas. Lisaks moodustab 2% Kuu massist regoliit – kosmilise erosiooni ja meteoriidilöökide tagajärjel tekkinud väikesed kivipurud, mille tihedus on tavalisest kivimist madalam. Selle paksus ulatub kohati kümnete meetriteni!
- Kõik teavad, et Kuu on palju väiksem kui Maa, mis mõjutab selle gravitatsiooni. Vaba langemise kiirendus sellel on 1,63 m/s 2 – vaid 16,5 protsenti kogu Maa gravitatsioonijõust. Astronautide hüpped Kuul olid väga kõrged, kuigi nende skafandrid kaalusid 35,4 kilogrammi – peaaegu nagu rüütli soomus! Samas hoidsid nad end ikka tagasi: vaakumis kukkumine oli päris ohtlik. Allpool on video otseülekandest hüppavast astronaudist.
- Kuu maria katab umbes 17% kogu Kuust – peamiselt selle nähtavat külge, mis on kaetud ligi kolmandiku võrra. Need on jäljed eriti raskete meteoriitide löökidest, mis rebisid sõna otseses mõttes satelliidilt maakoore. Nendes kohtades eraldab Kuu vahevööst pinda vaid õhuke poolekilomeetrine tahkunud laavakiht – basalt. Kuna tahkete ainete kontsentratsioon suureneb iga suure kosmilise keha keskpunktile lähemal, on Kuu marias rohkem metalli kui kusagil mujal Kuul.
- Kuu reljeefi peamine vorm on kraatrid ja muud steroidide löökidest ja lööklainetest tulenevad derivaadid. Ehitati tohutuid kuumägesid ja tsirkust, mis muutsid tundmatuseni Kuu pinna struktuuri. Nende roll oli eriti tugev Kuu ajaloo alguses, kui see oli veel vedel – kukkumised kergitasid terveid sulakivilaineid. See põhjustas ka kuumere moodustumist: Maa poole jääv külg oli selles sisalduvate raskete ainete kontsentratsiooni tõttu kuumem, mistõttu asteroidid mõjutasid seda tugevamalt kui jaheda tagaküljega. Aine ebaühtlase jaotumise põhjuseks oli Maa gravitatsioon, mis oli eriti tugev Kuu ajaloo alguses, kui see oli lähemal.
- Lisaks kraatritele, mägedele ja meredele on Kuus koopaid ja pragusid – ellujäänud tunnistajaid aegadest, mil Kuu soolestik oli sama kuum kui , ja sellel tegutsesid vulkaanid. Need koopad sisaldavad sageli vesijääd, nagu ka pooluste kraatrid, mistõttu peetakse neid sageli tulevaste Kuu baaside asukohtadeks.
- Kuu pinna tegelik värvus on väga tume, lähemal mustale. Üle Kuu on erinevaid värve – türkiissinisest peaaegu oranžini. Kuu helehall toon Maalt ja fotodel on tingitud Kuu suurest valgustatusest Päikese poolt. Tumeda värvuse tõttu peegeldab satelliidi pind vaid 12% kõigist meie tähelt langevatest kiirtest. Kui Kuu oleks heledam, oleks see täiskuu ajal helge nagu päev.
Kuidas Kuu tekkis?
Kuu mineraalide ja selle ajaloo uurimine on teadlaste jaoks üks raskemaid erialasid. Kuu pind on avatud kosmilistele kiirtele ja pinnal pole soojust kinni hoidev - seetõttu soojeneb satelliit päeval temperatuurini 105 °C ja öösel jahtub -150 °C-ni. nädala kestus päev ja öö suurendab mõju pinnale – ja selle tulemusena muutuvad Kuu mineraalid aja jooksul tundmatuseni. Siiski õnnestus meil midagi teada saada.
Tänapäeval arvatakse, et Kuu on suure embrüonaalse planeedi Theia ja Maa kokkupõrke tulemus, mis toimus miljardeid aastaid tagasi, kui meie planeet oli täielikult sulanud. Osa meiega kokku põrganud planeedist (ja selle suurus oli ) neeldus, kuid selle tuum koos osa Maa pinnaainest paiskus inertsi mõjul orbiidile, kuhu see jäi Kuu kujul. .
Seda tõestab juba eespool mainitud raua ja teiste metallide defitsiit Kuul – selleks ajaks, kui Theia tüki maisest ainest välja rebis, tõmbas enamik meie planeedi raskeid elemente gravitatsiooni mõjul sissepoole, tuumani. See kokkupõrge mõjutas Maa edasist arengut – see hakkas kiiremini pöörlema ja selle pöörlemistelg kaldus viltu, mis tegi võimalikuks aastaaegade vahetumise.
Seejärel arenes Kuu nagu tavaline planeet – moodustas raudsüdamiku, vahevöö, maakoore, litosfääri plaadid ja isegi oma atmosfääri. Raskete elementide madal mass ja koostis viis aga selleni, et meie satelliidi sisemus jahtus kiiresti ning atmosfäär aurustus kõrge temperatuuri ja magnetvälja puudumise tõttu. Mõned protsessid sees siiski toimuvad – Kuu litosfääris toimuvate liikumiste tõttu tekivad mõnikord ka kuuvärinad. Need kujutavad endast Kuu tulevaste kolonisaatorite jaoks üht peamist ohtu: nende skaala ulatub 5,5 punktini Richteri skaalal ja kestavad palju kauem kui Maal - pole ookeani, mis suudaks Maa sisemuse liikumisimpulssi vastu võtta. .
Peamised keemilised elemendid Kuul on räni, alumiinium, kaltsium ja magneesium. Neid elemente moodustavad mineraalid on sarnased Maal leiduvate mineraalidega ja neid leidub isegi meie planeedil. Peamine erinevus Kuu mineraalide vahel on aga kokkupuute puudumine elusolendite toodetud vee ja hapnikuga, meteoriitide lisandite suur osakaal ja kosmilise kiirguse mõju jäljed. Maa osoonikiht tekkis üsna kaua aega tagasi ning atmosfäär põletab suurema osa langevate meteoriitide massist, võimaldades veel ja gaasidel aeglaselt, kuid kindlalt meie planeedi välimust muuta.
Kuu tulevik
Kuu on esimene kosmiline keha pärast Marsi, mis nõuab inimeste koloniseerimise prioriteeti. Mõnes mõttes on Kuu juba meisterdatud - NSVL ja USA jätsid satelliidile osariigi regaalid ning Kuu kaugema külje taga peidavad end Maast orbitaalraadioteleskoobid, mis tekitavad õhus palju häireid. . Mida aga toob meie satelliidi tulevik?
Peamine protsess, mida on artiklis juba korduvalt mainitud, on Kuu eemaldumine loodete kiirenemise tõttu. See juhtub üsna aeglaselt - satelliit eemaldub mitte rohkem kui 0,5 sentimeetrit aastas. Siin on oluline aga hoopis midagi muud. Maast eemaldudes aeglustab Kuu oma pöörlemist. Varem või hiljem võib saabuda hetk, mil üks päev Maal kestab sama kaua kui kuu - 29–30 päeva.
Kuid Kuu eemaldamisel on oma piir. Pärast selleni jõudmist hakkab Kuu Maale lähenema kordamööda – ja palju kiiremini, kui ta eemaldus. Täielikult sisse kukkuda pole aga võimalik. 12–20 tuhande kilomeetri kaugusel Maast algab selle Roche lobe - gravitatsioonipiir, mille juures planeedi satelliit suudab säilitada kindla kuju. Seetõttu rebitakse Kuu lähenedes miljoniteks väikesteks kildudeks. Mõned neist kukuvad Maale, põhjustades tuhandeid kordi võimsama pommi kui tuuma, ja ülejäänud moodustavad planeedi ümber rõnga nagu . Nii hele see aga ei ole – gaasihiiglaste rõngad koosnevad jääst, mis on kordades heledam kui Kuu tumedad kivimid – neid ei ole alati taevas näha. Maa rõngas tekitab tuleviku astronoomidele probleemi – kui loomulikult on selleks ajaks planeedile veel kedagi jäänud.
Kuu koloniseerimine
Kõik see juhtub aga miljardite aastate pärast. Seni peab inimkond Kuud esimeseks potentsiaalseks kosmosekoloniseerimise objektiks. Mida aga täpselt tähendab "Kuu uurimine"? Nüüd vaatame koos lähimaid väljavaateid.
Paljud inimesed arvavad, et kosmosekoloniseerimine on sarnane Maa New Age koloniseerimisega – väärtuslike ressursside leidmine, nende ammutamine ja seejärel koju toomine. Kosmose kohta see aga ei kehti – lähema paarisaja aasta jooksul maksab kilogrammi kulla kohaletoimetamine isegi lähimast asteroidist rohkem kui selle kaevandamine kõige keerulisematest ja ohtlikumatest kaevandustest. Samuti ei toimi Kuu lähitulevikus tõenäoliselt "Maa dacha sektorina" - kuigi seal on suuri väärtuslike ressursside lademeid, on seal raske toitu kasvatada.
Kuid meie satelliidist võib saada alus edasiseks kosmoseuuringuteks paljulubavates suundades - näiteks Marsil. Tänapäeva astronautika põhiprobleemiks on piirangud kosmoselaevade kaalule. Käivitamiseks peate ehitama koletuid struktuure, mis nõuavad tonnide viisi kütust - lõppude lõpuks peate ületama mitte ainult Maa gravitatsiooni, vaid ka atmosfääri! Ja kui see on planeetidevaheline laev, siis tuleb seda ka tankida. See piirab tõsiselt disainereid, sundides neid valima ökonoomsuse, mitte funktsionaalsuse.
Kuu sobib palju paremini kosmoselaevade stardiplatvormiks. Atmosfääri puudumine ja väike kiirus Kuu gravitatsiooni ületamiseks – 2,38 km/s versus 11,2 km/s Maal – muudavad stardid palju lihtsamaks. Ja satelliidi mineraalmaardlad võimaldavad säästa kütuse kaalu - astronautika kaela ümber oleva kivi, mis võtab olulise osa mis tahes aparatuuri massist. Kui Kuul arendataks raketikütuse tootmist, oleks võimalik Maalt tarnitud osadest kokku pandud suuri ja keerukaid kosmoseaparaate välja saata. Ja Kuul kokkupanek on palju lihtsam kui madalal Maa orbiidil - ja palju usaldusväärsem.
Tänapäeval olemasolevad tehnoloogiad võimaldavad seda projekti kui mitte täielikult, siis osaliselt ellu viia. Kuid kõik sammud selles suunas nõuavad riski. Hiiglaslike rahasummade investeerimine nõuab vajalike mineraalide uurimist, samuti tulevaste Kuu baaside moodulite väljatöötamist, tarnimist ja katsetamist. Ja isegi esialgsete elementide käivitamise hinnanguline maksumus võib rikkuda terve suurriigi!
Seetõttu pole Kuu koloniseerimine niivõrd teadlaste ja inseneride, vaid kogu maailma inimeste töö sellise väärtusliku ühtsuse saavutamiseks. Sest inimkonna ühtsuses peitub Maa tõeline tugevus.
Kõigist taevakehade parameetritest on massi kõige raskem arvutada. Seetõttu arvutati Kuu mass erinevalt läbimõõdust suhteliselt hiljuti.
Satelliitide seas on see massi poolest kuuendal kohal. Selle mass on 7,34x1022 kg, mis on 80 korda väiksem kui Maa oma. Võimalik on välja arvutada Kuu keskmine tihedus - 3,35 g/cm3, mis on 3-4 korda suurem kui teistel satelliitidel (v.a satelliit), samuti gravitatsioonikiirendus - 1,62 m/s2 ja gravitatsioonijõud, mis on võrdne 1/6 maakera omast, see tähendab, et objekt, mis liigub tema satelliidile, kaaluks kuus korda vähem. Nõrga gravitatsiooni tõttu pole Kuul atmosfääri.
Gravitatsiooniline mõju
Kuu on ebatavaliselt suur ja massiivne satelliit, seega on sellel planeedile märgatav gravitatsiooniline mõju. Selle mõju peamine ilming on mõõn ja mõõn.
Loodejõud tekivad piki Kuu-Maa telge. Mida lähemal on Maa osa Kuule, seda tugevamini see selle poole tõmbab. Erinevate punktide erinev külgetõmbeaste põhjustab maakera deformatsiooni, mille tagajärjeks on mere mõõnad ja voolud.
Selle tulemusena mõjutab Kuu gravitatsioon Maa koort, atmosfääri ja hüdrosfääri ning isegi geomagnetvälja.
Maa ja Kuu moodustavad ühtse masside süsteemi, mille kese asub Maa keskpunktist 4750 km kaugusel.
Kuidas nad seda mõõtsid
