Как образовалась Луна и когда появилась на орбите Земли

Откуда она взялась?

Луна в небе воспринимается нами как нечто привычное и обыденное, но этот космический объект полон многих загадок. Главный секрет земного спутника — его происхождение.

Прежде чем первый космический корабль достиг спутника нашей планеты, у исследователей были три основные гипотезы появления Луны. Ученые в шутку назвали первую «дочкой». Его предложил английский астроном и математик Джордж Дарвин (1845-1912), сын Чарльза Дарвина, автора теории эволюции видов. Он считал, что Луна — это часть Земли, отделившаяся от нее в то время, когда она все еще вращалась с очень высокой скоростью. Причина разделения — мощная центробежная сила, возникающая в результате быстрого вращения. Этот кусок остался в пределах гравитации Земли и со временем приобрел круглую форму. Какой из регионов нашей планеты потерял часть себя? Джордж Дарвин считал, что Луна отделилась от того места, где впоследствии появился Тихий океан.

Спутник Земля полная луна

Вторую теорию остроумные астрономы называют «супружеской». Он заключается в том, что Луна — это самостоятельная планета, образовавшаяся в Солнечной системе. Оказалось, что его орбита пересекалась с орбитой Земли, и Земля, будучи тяжелее, подтянула ее к себе и позволила вращаться.

Третья теория, «сестра», утверждает, что Земля и ее спутник образовались одновременно из одного облака пыли. Луна стала спутником из-за своей меньшей массы.

После того, как лунные экспедиции доставили на Землю образцы почвы, астрономы затаили дыхание: какая из теорий окажется верной? Результаты были обескураживающими: ни одна из теорий полностью не объясняла результаты. И тогда была выдвинута гипотеза гигантского столкновения. Его авторы предположили, что Луна образовалась в результате столкновения с Землей более крупной планеты (она получила название Тейя). Удар произошел по касательной, в результате часть земного вещества и Тейя были выброшены на орбиту, близкую к Земле. Из них постепенно образовалась Луна.

В настоящее время последняя теория считается наиболее правдоподобной, но у нее есть и противники. Возможно, позже появятся новые гипотезы, а может быть, мы никогда не узнаем наверняка, откуда у нашей планеты появился спутник.

Особенности лунного рельефа

Луна в четыре раза меньше Земли, а ее масса в 80 раз меньше. Его диаметр составляет чуть более четверти диаметра Земли — 3476 км. Среднее расстояние Луны от Земли — 384 400 км.

Луна состоит из коры, верхней мантии, центральной мантии, нижней мантии (астеносферы) и ядра. К тому же атмосфера на нем практически отсутствует. Поверхность Луны покрыта так называемым реголитом — смесью мелкой пыли и каменных обломков, образовавшейся в результате столкновения метеорита с поверхностью Луны.

Вещество, из которого состоит Луна, очень похоже по составу и плотности на вещество, составляющее мантию Земли. Отсюда и гипотеза гигантского столкновения. Именно при таком развитии событий более вероятно присутствие на Луне элементов среднего слоя Земли.

Впервые астрономы увидели обратную сторону Луны в 1959 году на фотографиях, сделанных искусственным спутником.

На Луне нет атмосферы, поэтому наблюдаются огромные перепады температуры. Днем поверхность нагревается до 117 ° C, ночью остывает до -169 ° C. На Луне не было обнаружено воды, хотя предполагается, что на дне более глубоких кратеров могут быть остатки льда. Жизнь здесь невозможна из-за крайне неблагоприятных условий.

Самый большой кратер называется Герцшпрунг. Это на противоположной стороне луны

Каменистая поверхность Луны покрыта кратерами: это следы столкновений нашего космического спутника с кометами, астероидами и метеоритами. Всего на Луне их очень много — миллионы. Неудивительно: на Луне нет атмосферы, в которой горело бы большинство звезд, как это происходит на Земле. Есть кратеры микроскопических размеров, они есть и на камнях, доставленных космонавтами на Землю, есть и огромные. Самые большие называются бассейнами. Самый крупный из лунных кратеров, Герцшпрунг, не видно с Земли: он расположен на противоположной стороне Луны. Его диаметр составляет 591 километр, что ненамного меньше расстояния от Москвы до Санкт-Петербурга. Но размер подавляющего количества воронок намного меньше — от одного до пяти метров.

Как все планеты и их луны, Луна светит отраженным солнечным светом. Обычно видна та часть, которая освещена солнцем. Исключение составляют периоды, близкие к новолунию, когда свет, отраженный от Земли, тускло освещает темную сторону Луны.

Луна и Солнце, огромные по размеру отличные от Земли, выглядят одинаково. Это связано с удивительным совпадением: Луна в 400 раз меньше Солнца, но в 400 раз ближе к Земле

В 1835 году одна нью-йоркская газета бросила утку. Была опубликована статья с сообщением от «известного астронома», который написал, что построил мощный телескоп и видел на Луне крылатых единорогов и гуманоидов. Читатели этому поверили!

Атмосфера

У Луны слабый слой атмосферы (экзосфера), из-за чего показатель температуры сильно колеблется: от -153 ° C до 107 ° C. Анализ показывает наличие гелия, неона и аргона. Первые два образуются солнечным ветром, а последний — распадом калия. Есть также свидетельства наличия в кратерах запасов замерзшей воды.

Состав и поверхность

Луна повторяет Землю, а также имеет внутреннее и внешнее ядро, мантию и кору. Ядро представляет собой твердую железную сферу, протяженность которой составляет 240 км. Вокруг него сосредоточено внешнее ядро ​​из жидкого железа (300 км).

Далее следует полурасплавленный слой (500 км). Считается, что он образовался из-за кристаллизации мировой магмы в океане 4,5 миллиарда лет назад. В результате этого процесса была создана мантия из магния и железа.

Также в мантии есть магматические породы, в которых железа больше, чем у нас. Кора простирается на 50 км. Ядро покрывает лишь 20% всего объекта и содержит не только металлическое железо, но и небольшие примеси серы и никеля. Вы можете увидеть, как выглядит структура Луны на схеме.

Внутреннее строение Луны

Ученым удалось подтвердить наличие воды на спутнике, большая часть которой сосредоточена на полюсах в тенистых кратерных образованиях и подземных резервуарах. Считается, что он появился из-за контакта спутника с солнечным ветром.

Лунная геология отличается от земной. На спутнике отсутствует плотный атмосферный слой, поэтому на нем отсутствует погодная и ветровая эрозия. Небольшие размеры и низкая гравитация приводят к быстрому похолоданию и отсутствию тектонической активности. Можно увидеть огромное количество кратеров и вулканов. Везде гребни, морщины, плато и впадины.

Более заметен контраст между светлыми и темными участками. Первые называют лунными высотами, а темные — морями. Плато образованы магматическими породами, представленными полевым шпатом и следами магния, пироксена, железа, оливина, магнетита и ильменита.

Камера LROC показывает лунную территорию Южного полюса протяженностью 600 км

Базальтовые породы легли в основу морей. Часто эти районы совпадают с равнинами. Каналы можно отмечать. Они бывают арочными и линейными. Это лавовые трубки, охлажденные и разрушенные вулканической спячкой.

Интересной особенностью являются лунные купола, созданные изверганием лавы в устья. У них пологие склоны и диаметр 8-12 км. Морщины появились из-за сжатия тектонических плит. Большинство из них водится в море.

Желоб Ариадея, сделанный миссией Аполлона 10. Темная область в правом верхнем углу — половина кратера Боскович

Примечательной особенностью нашего спутника являются ударные кратеры, образующиеся при падении больших космических камней. Кинетическая энергия удара формирует ударную волну, которая приводит к депрессии, вызывая утечку большого количества материала.

Кратеры простираются от небольших ям до 2500 км и глубиной до 13 км (Айткен). Самые крупные появились в древней истории, после чего начали приходить в упадок. Можно найти около 300 000 депрессий шириной 1 км.

Кроме того, представляет интерес лунный грунт. Он образовался в результате удара астероидов и комет миллиарды лет назад. Камни рассыпались в мелкую пыль, которая покрывала всю поверхность.

Снимок исторического следа ствола, оставленного астронавтами Аполлона-11

Химический состав реголита варьируется в зависимости от местоположения. Если в горах много алюминия и диоксида кремния, то моря могут похвастаться железом и магнием. Геология изучалась не только с помощью телескопических наблюдений, но и путем анализа проб.

Размер, масса и орбита

Следует изучить характеристики и параметры Луны. Радиус составляет 1737 км, а масса — 7,3477 x 1022 кг, что в целом меньше, чем у нашей планеты. Однако, если мы сравним его со звездами Солнечной системы, заметим, что он довольно большой по размерам (на второй позиции после Харона). Индекс плотности составляет 3,3464 г / см3 (второе место среди лун после Ио), а сила тяжести — 1,622 м / с2 (17% земной).

Эксцентриситет составляет 0,0549, а длина орбиты составляет 356400–370400 км (перигелий) и 40400–406700 км (афелий). Полное кругосветное плавание планеты занимает 27,321582 дня. Также спутник находится в гравитационном блоке, то есть всегда смотрит на нас со стороны.

Связь с Землей

Луна вращается вокруг Земли за 27,3 дня (звездный период), но оба объекта движутся вокруг Солнца одновременно, поэтому спутнику требуется 29,5 дней для одной фазы для Земли (известные фазы Луны).

Присутствие Луны оказывает влияние на нашу планету. В первую очередь, речь идет о приливных эффектах. Мы замечаем это при повышении уровня моря. Вращение Земли в 27 раз быстрее, чем Луны. Океанские приливы также усиливаются за счет сцепления воды трением с вращением Земли по дну океана, инерции воды и колебаний бассейна.

Угловой момент ускоряет лунную орбиту и поднимает спутник выше с более длительным периодом. Из-за этого расстояние между нами увеличивается, а вращение Земли замедляется. Спутник удаляется от нас на 38 мм в год.

В результате мы получим ответную блокаду приливов, повторяя ситуацию Плутона и Харона. Но на это потребуются миллиарды лет. Так что, скорее, Солнце станет красным гигантом и поглотит нас.

Также заметны приливы на поверхности Луны с амплитудой 10 см в течение 27 дней. Кумулятивный стресс приводит к появлению лунных лучей. И они служат еще на час, потому что нет воды, которая бы гасила вибрации.

Не будем забывать и о таком грандиозном событии, как затмение. Это происходит, если Солнце, спутник и наша планета выстраиваются по прямой линии. Луна появляется, если полная луна показана за тенью земли, а солнечная — луна находится между звездой и планетой. При полном затмении можно увидеть солнечную корону.

Модель полного лунного затмения

Орбита Луны наклонена на 5 ° к Земле, поэтому затмения происходят в определенное время. Спутник должен находиться близко к пересечению плоскостей орбиты. Периодичность — 18 лет.

Фазы Луны

Почему мы не всегда видим полную луну? Спутник Земли представляется нам в виде полумесяца или полукруга из-за оттенков солнечного освещения. В новолуние Луна не видна, потому что она находится прямо между Солнцем и Землей. У него нет собственного света, и солнце в этот момент падает только с другой стороны. Когда луна немного движется, ее видимый край освещается, и мы наблюдаем молодую луну. Постепенно по мере движения видимая освещенная часть увеличивается. Когда Луна находится на линии Луна — Земля — ​​Солнце, мы видим ее полностью освещенную сторону, и наступает полная луна. Далее все идет в обратном порядке: на второй половине своего орбиты Луна убывает.

Луна вращается вокруг Земли. В разных положениях Солнца, Земли и Луны относительно друг друга мы видим освещенную половину Луны по-разному. Освещенная часть его видимого диска называется фазой луны.

Фазы луны.
1 — новолуние: луна не видна.
2 — молодая луна: первое появление луны на небе после новолуния в виде узкого полумесяца.
3 — четвертый: освещена половина луны.
4 — приближающаяся луна.
5 — полная луна: вся луна полностью освещена.
6 — убывающая луна.
7 — последняя четверть Луны: снова засветилась половина Луны.
8 — старая луна.

Земля имеет те же фазы, что и Луна. Но чтобы их увидеть, нужно посмотреть на нашу планету со стороны ее естественного спутника. Впоследствии можно будет наблюдать «земной полумесяц» или «полную землю»

Изменения видимой формы Луны

Поскольку Луна представляет собой сферическое тело, при боковом освещении появляется «серп». Освещенная сторона луны всегда указывает на солнце, даже если оно скрыто за горизонтом.

Продолжительность полной смены лунных фаз (так называемый синодический месяц) варьируется из-за эллиптичности лунной орбиты. Средний синодический месяц составляет 29 дней 12 часов 44 минуты 2,82 секунды.

В лунные фазы около новолуния (в начале первой четверти и в конце последней четверти) в очень узком полумесяце неосвещенная часть образует так называемый пепельный свет Луны — видимое свечение поверхность характерного пепельного цвета, не освещенная прямыми солнечными лучами.

Луна проходит следующие стадии свечения:

• новолуние — состояние, при котором луна не видна.
• молодая луна — первое появление луны на небе после новолуния в виде узкого полумесяца.
• первая четверть — это состояние, в котором освещена половина луны.
• полумесяц
• полнолуние — состояние, при котором вся Луна полностью освещена.
• падающая луна
• последняя четверть — это состояние, при котором половина Луны снова освещается.
• старая луна

Обычно бывает одно полнолуние в календарный месяц, но поскольку фазы луны меняются немного быстрее, чем 12 раз в год, иногда бывает и второе полнолуние в месяце, называемое голубой луной.

Мнемоническое правило определения фаз Луны

Чтобы отличить первую четверть от последней, наблюдатель в северном полушарии может использовать следующие мнемонические правила. Если полумесяц на небе выглядит как буква «С», то это «стареющая» или «нисходящая» луна, то есть это последняя четверть. Если его повернуть в обратную сторону, то, мысленно надев на него палку, можно получить букву «П» — «Полумесяц», то есть это первая четверть.

Месяц роста обычно наблюдается вечером, а месяц созревания — утром.

Следует отметить, что около экватора месяц всегда виден «лежащим на боку», и этот метод не подходит для определения фазы.

В южном полушарии ориентация серпа в соответствующих фазах противоположна: месяц роста (от новолуния до полнолуния) похож на букву «С», а месяц убывающего (от полнолуния до новолуния) — как как буква «Д» без палочки.

Если по направлению движения луны горит передняя кромка — луна растет, заштрихованная — убывающая.

Внутренняя структура Луны

Строение лунной кишки также определяется с учетом ограничений, накладываемых на модель внутреннего строения данными о форме звезды и, в частности, о способе распространения волн P и S. Реальная форма Луны оказались близкими в сферическом равновесии и из анализа гравитационного потенциала был сделан вывод, что ее плотность не меняется с глубиной, т.е в отличие от Земли в центре нет большой концентрации масс.

Верхний слой представлен корой мощностью 60 км, которая определяется только в областях депрессий. Весьма вероятно, что в обширных внутренних областях на противоположной стороне Луны кора примерно в 1,5 раза толще. Кора состоит из размытых кристаллических пород — базальтов. Однако минералогический состав континентальных и морских базальтов явно различается. В то время как самые древние континентальные районы Луны сформированы в основном из легких горных пород — анортозитов (почти полностью состоящих из среднего и основного плагиоклаза, с небольшими примесями пироксена, оливина, магнетита, магнетита титана и т.д.), Кристаллических пород лунных океанов, как и базальты. Почвы сложены в основном плагиоклазом и моноклинными пироксенами (авгитами). Вероятно, они образовались в результате охлаждения расплавленной магмы на поверхности или вблизи нее. Поскольку лунные базальты менее окислены, чем земные, это также означает, что они кристаллизуются с более низким соотношением кислород / металл. Кроме того, они имеют более низкое содержание некоторых летучих элементов, чем наземные базальты, и одновременно обогащены многими тугоплавкими элементами. Из-за смесей оливина и, в частности, ильменита районы океанов темнеют, а плотность их породообразующих пород выше, чем на континентах.

Разница между Луной и Землей

Хотя между Землей и Луной около 400000 километров, они тесно связаны и могут влиять друг на друга. Луна взаимодействует со всей земной природой, активизируя, например, приливы и отливы на море. Однако эти два небесных тела имеют много отличий друг от друга.

Физические характеристики Луны

• Температура поверхности Луны колеблется от -173 ° C ночью до +127 ° C у точки подсолнечника. Температура пород на глубине 1 метр постоянна и равна -35 ° C.
• Средний радиус Луны составляет 1737,1 километра, что составляет около 0,273 радиуса Земли.
• Площадь Луны составляет 3793 х 107 квадратных километров.
• Средняя плотность Луны составляет 3,3464 грамма на кубический сантиметр.
• Ускорение свободного падения на Луне составляет 1,62 метра в секунду в квадрате (0,165 г).
• Масса Луны составляет 7,3477 х 1022 килограмма.

Новый этап в исследовании Луны

Неудивительно, что первый полет космического корабля с орбиты Земли был направлен к Луне. Эта честь принадлежит советскому космическому кораблю «Луна-1», запущенному 2 января 1958 года. По графику полета он в течение нескольких дней пересек лунную поверхность на расстоянии 6000 километров. Позже в том же году, в середине сентября, аналогичный прибор из серии «Луна» поднялся на поверхность естественного спутника Земли.

Год спустя, в октябре 1959 года, робот «Луна-3», оснащенный фотодатчиками, сфотографировал противоположную сторону Луны (около 70% ее поверхности) и передал изображение на Землю. Аппарат имел систему ориентации с солнечными и лунными датчиками, реактивные двигатели, работающие на сжатом газе, систему рулевого управления и систему терморегулирования. Его масса составляла 280 килограммов. Создание Луны 3 было инженерным достижением того времени и позволило лучше понять обратную сторону Луны: оно выявило заметные различия на видимой стороне, в первую очередь отсутствие обширных лунных морей.

В феврале 1966 года «Луна-9» доставила на Луну автоматический лунный зонд, мягко приземлившись и передав на Землю несколько панорамных изображений близлежащей поверхности: бесплодной каменистой пустыни. Система управления с радиолокационным управлением, расположенная на высоте 75 километров над поверхностью Луны и отделявшая станцию ​​от нее непосредственно перед столкновением, обеспечивала ориентацию космического корабля путем включения фазы торможения. Механизм амортизации был снабжен надувным резиновым мячом. Масса Луны-9 составляла около 1800 килограммов, станции — около 100 килограммов.

Следующим этапом советской лунной программы стали автоматические станции «Луна-16, -20, -24», предназначенные для сбора грунта с лунной поверхности и доставки проб на Землю. Их масса составляла около 1900 кг. Помимо силовой установки и четырех опор, станции состояли из наземного оборудования, ступени запуска ракет с ракетами для доставки на землю. Полеты проходили в 1970, 1972 и 1976 годах, и на Землю было доставлено небольшое количество суши.

Луна-17, -21 (1970, 1973) решила еще одну задачу. Они доставили на Луну самоходные аппараты — «Луноход», которые управлялись с Земли с помощью стереоскопического телевизионного изображения поверхности. За 10 месяцев Луноход-1 прошел около 10 километров, Луноход-2 — около 37 километров за 5 месяцев. Помимо панорамных камер, луноходы были оснащены устройством для отбора проб почвы, спектрометром для анализа химического состава почвы и трекером. Масса машин составляла 756 и 840 кг.

Космический корабль Ranger был разработан для получения изображений при падении с высоты примерно 1600 километров до нескольких сотен метров над поверхностью Луны. Они имели трехосную систему ориентации и были оснащены шестью камерами. Устройства разбились при приземлении, поэтому полученные изображения сразу транслировались без регистрации. Три успешных миссии предоставили достаточно материала для изучения морфологии лунной поверхности. Снимки рейнджеров положили начало американской программе планетарной фотографии.

По конструкции космический корабль «Рейнджер» был аналогичен конструкции первого космического корабля «Маринер», запущенного на Венеру в 1962 году. Однако дальнейшее развитие лунного космического корабля не пошло по этому пути. Для получения подробной информации о лунной поверхности использовались другие космические аппараты: «Лунные орбитальные аппараты». Эти космические аппараты сделали снимки поверхности с высоким разрешением с искусственных спутников Луны.

Одной из задач миссии было получение высококачественных изображений с двумя разрешениями, высоким и низким, для выбора возможных мест посадки для зондов Сервье и Аполлон с использованием специальной системы камер. Изображения были проявлены на борту, фотоэлектрически сканированы и ретранслированы на Землю. Количество изображений ограничивалось запасом пленки (210 изображений).

В период с 1966 по 1967 год было выполнено пять запусков Lunar Orbiter (все успешные). Первые три орбитальных аппарата были выведены на круговые орбиты с малым наклонением и большой высотой; каждый из них сделал стереоизображения с очень высоким разрешением выбранных областей на видимой стороне Луны и изображения с низким разрешением больших областей на противоположной стороне Луны.

Четвертый спутник работал со значительно более высокой полярной орбиты и обнаружил всю поверхность видимой стороны, в то время как пятый и последний спутник Orbiter также работал с полярной орбиты, но на меньшей высоте. Lunar Orbiter 5 предоставил изображения с высоким разрешением многих конкретных целей на видимой стороне, в основном в средних широтах, и изображения с низким разрешением на большей части противоположной стороны.

В конце концов, изображения среднего разрешения покрыли почти всю поверхность Луны, обеспечивая при этом сфокусированные изображения, которые были неоценимы при планировании высадки на Луну и их фотогеологических исследованиях.

Кроме того, было выполнено точное картографирование гравитационного поля, определены региональные концентрации массы (важные как с научной точки зрения, так и для планирования посадки) и значительное смещение центра масс Луны от центра Луны форма была обнаружена. Также измерялись потоки радиации и микрометеоритов.

Лунные орбитальные аппараты имели трехосную систему управления положением и весили около 390 килограммов. После того, как картографирование было завершено, эти аппараты врезались в поверхность Луны, чтобы отключить свои радиопередатчики.

Миссии космического корабля Geodesist, предназначенные для получения научных данных и технической информации (таких как механические свойства, такие как несущая способность лунного грунта), значительно способствовали пониманию природы Луны в рамках подготовки к посадке Аполлона».

Главным техническим достижением того времени были автоматические посадки с последовательностью команд, управляемые закрытым радаром. Ракеты Atlas Centaur были запущены сервирами (ступени криогенных ускорителей Atlas были еще одним инженерным достижением в то время), которые были развернуты по траекториям к Луне. Посадочный маневр начался за 30-40 минут до приземления, при этом главный тормозной двигатель активировался радаром на расстоянии примерно 100 километров от точки приземления. Заключительный этап (скорость спуска около 5 м / с) был выполнен после выключения главного двигателя и спуска на высоту 7500 метров. Вес сервера при взлете составлял около 1 тонны, а при посадке — 285 килограмм. Основным тормозным двигателем служила твердотопливная ракета массой около 4 т. Корабль имел трехосную систему управления положением.

Верхняя аппаратура включала две панорамные камеры, небольшое ведро для рытья ямы в земле и (на последних трех машинах) альфа-анализатор для измерения обратного рассеяния альфа-частиц с целью определения элементного состава почвы под трубой. Оглядываясь назад, мы можем сказать, что результаты этого химического эксперимента дали важное представление о природе лунной поверхности и ее истории.

Пять из семи запусков Сервиева были успешными, все приземлились в экваториальной зоне, за исключением последнего, который приземлился возле выброса кратера Тихо на 41 ° ю.ш. NS. Surveior 6 был чем-то вроде пионера: первый американский космический корабль, запущенный с другого небесного тела (даже если только на второе место посадки в нескольких метрах от первого).

Пилотируемый космический корабль «Аполлон» стал следующим этапом американской программы исследования Луны. После Аполлона не было никаких полетов на Луну. В 1960-х и 1970-х годах ученым приходилось довольствоваться обработкой данных автоматических и пилотируемых полетов. Некоторые предвидели будущее использование лунных ресурсов и сосредоточили свои усилия на разработке процессов, которые могли бы преобразовать лунный грунт в подходящие материалы для строительства, выработки энергии и ракетных двигателей. И беспилотные, и пилотируемые космические корабли, несомненно, найдут применение при планировании возвращения к исследованию Луны.

Фотографические наблюдения Луны начались в конце 19 века

В 1896-1910 гг. По фотографиям, сделанным в Парижской обсерватории, французскими астрономами М. Леви и П. Пузе был опубликован большой атлас Луны; позже фотоальбом Луны был выпущен в Обсерватории Лика в Соединенных Штатах и ​​в середине 20-го века. Дж. Купер (США) опубликовал несколько подробных атласов фотографий Луны, сделанных с помощью больших телескопов в различных астрономических обсерваториях. С помощью современных телескопов кратеры шириной около 0,7 километра и кратеры шириной 100 метров можно увидеть на Луне, но не исследовать.

Изучение

Космическая эра освоения Луны позволила повнимательнее присмотреться к соседу. Холодная война между СССР и США стала причиной стремительного развития всех технологий, а Луна стала основным объектом исследований. Все началось с запуска транспортных средств и закончилось полетами людей.

Советский космический зонд Луна-1

В 1958 году была запущена советская программа «Луна», по которой первые три зонда упали на поверхность. Но через год страна успешно доставляет 15 машин и получает первую информацию (гравитационную информацию и изображения поверхности). Образцы были доставлены в миссии 16, 20 и 24.

Среди моделей были новаторские: «Луна-17» и «Луна-21». Но советская программа была закрыта, и зонды ограничились обнаружением только с поверхности.

В НАСА запуск зондов начался в 1960-х годах. В 1961-1965 годах действовала программа «Рейнджер», по которой была создана карта лунного ландшафта. Также в 1966-1968 годах марсоходы совершали посадку.

В 1969 году произошло настоящее чудо, когда астронавт Аполлона-11 Нил Армстронг сделал первый шаг на спутнике и стал первым человеком, побывавшим на Луне. Это было кульминацией миссии «Аполлон», изначально направленной на полет человека.

Миссии Аполлона 11-17 посетили 13 космонавтов. Им удалось добыть 380 кг породы. Кроме того, все участники занимались различными исследованиями. После этого наступило долгое затишье. В 1990 году Япония стала третьей страной, которой удалось установить зонд над лунной орбитой.

В 1994 году США отправили в Клементин корабль, занимаясь созданием крупномасштабной топографической карты. В 1998 году исследователю удалось найти ледяные отложения в кратерах.

Взлетно-посадочная полоса и поверхность Луны Чане-3

В 2000 году многие страны стремились исследовать спутник. ЕКА отправило корабль SMART-1, который впервые детально проанализировал химический состав в 2004 году. Китай запустил программу Chane. Первый зонд прибыл в 2007 году и оставался на орбите 16 месяцев. Второму аппарату также удалось зафиксировать прибытие астероида 4179 Тутатис (декабрь 2012 г.). Чанье-3 запустил на поверхность марсоход в 2013 году.

В 2009 году японский зонд «Кагуя» вышел на орбиту, изучая геофизику и создав два полноценных видеообзора. В 2008-2009 годах первая индийская миссия ISRO Chandrayan совершила вращение на орбите. Им удалось создать химические, минералогические и фотогеологические карты высокого разрешения.

НАСА использовало спутники LRO и LCROSS в 2009 году. Внутренняя структура была пересмотрена двумя другими марсоходами НАСА, запущенными в 2012 году.

В соглашении между странами говорится, что спутник остается в общей собственности, поэтому все страны могут запускать туда миссии. Китай активно готовит проект колонизации и уже тестирует свои модели на людях, которые длительное время заперты в специальных куполах. Не опоздала Америка, которая тоже намерена заселить Луну.

Топография лунной поверхности

Топография лунной поверхности в значительной степени выяснена благодаря многолетним телескопическим наблюдениям. «Лунные моря, которые покрывают около 40% видимой поверхности Луны, представляют собой плоские равнины, пересеченные низкими извилистыми трещинами и валами, с относительно небольшим количеством крупных кратеров. Многие моря окружены концентрическими круговыми возвышенностями. Остальные, тем более, Площадь поверхности хиара покрыта многочисленными кольцевидными гребнями, бороздками и т д

Кратеры ниже 15-20 км имеют простую форму бассейна, более крупные кратеры (до 200 км) состоят из округлой набережной с крутыми внутренними склонами, имеют относительно ровное дно ниже окружающего рельефа, часто с центральной ямкой. Высота гор над окружающей местностью определяется длиной теней на лунной поверхности или фотометрическими методами. Таким образом были построены гипсометрические карты в масштабе 1: 1 000 000 для большей части видимой стороны.

Абсолютные высоты, расстояния точек на поверхности Луны от центра фигуры или масса Луны, однако, определяются очень неточно, а построенные на их основе гипсометрические карты дают лишь общее представление о величине Луны. Рельеф Луны. Рельеф лунной области, окаймляющей лунный диск, в зависимости от фазы либрации гораздо более детализирован и хорошо изучен. Для этого района немецкий ученый Ф. Хайн, советский ученый А. Нефедиев, американский ученый Ч. Уоттс создали гипсометрические карты, на которых при наблюдениях учитывается неравномерность края Луны для определения координат лунного горизонта. Луна (такие наблюдения производятся по кругам меридианов и по фотографиям Луны на фоне окружающих звезд, а также по наблюдениям за затенением звезд).

Микрометрические измерения используются для определения по отношению к лунному экватору и среднему меридиану Луны селенографических координат некоторых основных точек привязки, которые используются для закрепления большого количества других точек на поверхности Луны.

Основным ориентиром в данном случае является небольшой кратер Мёстинга правильной формы, хорошо заметный, расположенный недалеко от центра лунного диска. Структура лунной поверхности изучается в основном с помощью фотометрических и поляриметрических наблюдений, дополненных радиоастрономическими исследованиями.

Кратеры на лунной поверхности различаются по относительному возрасту, от древних, тонких и сильно переработанных образований до очень хорошо определенных молодых кратеров, иногда окруженных световыми «лучами». При этом молодые кратеры пересекаются со старыми. В одних случаях кратеры вырезаются на поверхности лунных морей, в других — морские породы покрывают кратеры. Тектонические разломы разделяют кратеры и моря или перекрываются с более молодыми образованиями. Эти и другие связи позволяют определять последовательность образования различных структур на поверхности Луны. В 1949 г советский ученый А. В. Хабаков разделил лунные образования на несколько возрастных комплексов, расположенных ниже. В конце 1960-х годов дальнейшее развитие этого подхода позволило получить геологические карты среднего масштаба большей части лунной поверхности.

Абсолютный возраст лунных образований известен сегодня лишь в нескольких местах, однако с помощью некоторых косвенных методов можно определить, что возраст самых молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни миллионов лет, а большинства крупных кратеров образовалась в «доидиотский» период, 3-4 миллиарда лет назад.

В формировании лунных ландшафтов участвовали как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты тепловой истории Луны показывают, что вскоре после ее образования ее внутренняя часть была нагрета радиоактивным теплом и в значительной степени расплавилась, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались гигантские лавовые поля и многочисленные вулканические кратеры, а также многочисленные трещины, уступы и многое другое.

Кроме того, на поверхность Луны упало большое количество метеоритов и астероидов: остатки протопланетного облака в результате их взрывов образовали кратеры от микроскопических ям до круглых структур диаметром в десятки, а может и сотни километров. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы многие из этих кратеров сохранились до наших дней. Вулканизм также в значительной степени прекратился, поскольку Луна израсходовала большую часть своей тепловой энергии, а радиоактивные элементы были перенесены во внешнюю атмосферу Луны. Об остаточном вулканизме свидетельствуют выбросы углекислого газа из лунных кратеров, спектрограммы которых были впервые получены советским астрономом Н.А. Козыревым.

Затмения

Лунным затмением называют такое астрономическое явление, когда Луна входит в конус тени, отбрасываемой Землей. Есть несколько вариантов лунного затмения: когда тень полностью покрывает Луну, это полное лунное затмение, а когда скрыта только часть Луны, это частичное лунное затмение. Если Луна проходит через полутень, но не входит в тень, происходит полутеневое затмение.

Затмение луны

Лунные затмения происходят в полнолуние, в те моменты, когда Луна находится точно за Землей и на нее падает гигантская тень нашей планеты, загораживающая солнечный свет.