какую фазу земли видел бы космонавт на луне во время новолуния

1. Какие гипотезы образования Луны вам известны? Кратко изложите их суть.

Луна образовалась вместе с Землёй из одной планетезимали; Земля могла разделиться на две части; при объединении небольших камешков; при «косом» столкновении с крупным небесным телом.

2. На следующие вопросы дайте односложные ответы — «да» или «нет».

3. Дополните рисунок и на его основе объясните механизм явления приливов и отливов на Земле.

Через какие промежутки времени в среднем должны наступать приливы и отливы в каждом определённом месте на Земле?

В среднем дважды в сутки, т. к. на ближней к Луне стороне Земли вода притягивается сильнее, чем сама Земля. Поэтому происходит прилив. На дальней стороне Земли всё наоборот: Земля притягивается к Луне сильнее, чем вода. Происходит ещё один прилив.

4. Используя карту Луны, найдите и подпишите следующие объекты: моря (Кризисов, Изобилия, Облаков, Спокойствия), горные хребты (Альпы, Кавказ), кратеры (Архимед, Аристотель).

5. Море Москвы, расположенное на невидимой стороне Луны, имеет поперечник D ≈ 300 км. Можно ли было бы увидеть его с Земли невооружённым глазом, если бы оно находилось на обращённом к Земле полушарии Луны? Ответ обоснуйте, принимая во внимание, что разрешающая способность глаза α = 1′.

Минимальный размер d объекта, видимого невооружённым глазом, определим по формуле. Так как D > d, Море Москвы можно было бы увидеть невооружённым глазом.

6. На краю лунного диска видна гора, выступающая над ним на α = 0.03′. С учётом того, что линейный диаметр Луны D ≈ 3480 км, а угловой диаметр φ = 30′, найдите высоту этой горы в километрах.

Обозначим буквой S расстояние до Луны.

7.* Где на «лунном небе» космонавт увидит Земли, если он будет находиться в центре видимого для нас полушария Луны?

Если космонавт будет находится в центре видимого для нас полушария Луны, то на «лунном небе» он увидит Землю в зените.

8.* Пользуясь справочником, заполните таблицу, в которую необходимо внести сведения о крупных спутниках планет.

9. Среди спутников Луна, Европа, Титан, Ио, Ганимед и Фобос укажите те, которые соответствуют следующим утверждениям.

Спутник, на котором обнаружены действующие вулканы: Ио.
Самый большой спутник в Солнечной системе: Ганимед.
Спутник с мощной азотной атмосферой: Титан.
Спутник, на котором побывали люди: Луна.
Спутник, обращающийся вокруг планеты в три раза быстрее вращения самой планеты вокруг оси: Фобос.
Спутник, ледяную оболочку которого пересекает сеть светлых и тёмных узких полос: Европа.

Источник

Как и когда наблюдать Луну: астрономия для начинающих

Наблюдения за Луной в телескоп и бинокль

Первое, что приходит в голову детям, которые увлеклись астрономией — наблюдать Луну: невооруженным взглядом, в бинокль или телескоп. Что можно увидеть на Луне? В какую фазу Луны лучше проводить наблюдения? Подробности — в книге «Любительская астрономия».

Наш естественный спутник всегда привлекал к себе внимание. Его серебристый свет в ночи кажется многим таинственным, мистическим. Но астрономы давно раскрыли истинную природу Луны — застывшего каменистого небесного тела, испещренного кратерами.

В настоящее время среднее расстояние между центрами Земли и Луны — 384 467 км (порядка 30 диаметров Земли). Обращается вокруг нашей планеты она с периодом 27,32 земных суток. Смена лунных фаз — новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть и опять новолуние — происходит в среднем за 29,5 суток.

Былое близкое соседство с Землей и мощные приливные взаимодействия сильно затормозило вращение Луны вокруг своей оси, вернее, синхронизировали его: на оборот вокруг своей оси Луна теперь тратит столько же времени, как и на оборот вокруг Земли. В результате наш спутник все время повернут к Земле одной стороной.

Приступая к наблюдениям за Луной

Луна — самое близкое к Земле крупное небесное тело, и благодаря этому она — самый легкий объект для любителей астрономии. Даже невооруженным глазом на ней можно разглядеть немало интересного. Например, так называемый «пепельный свет» (свечение в отраженных лучах Земли темной части лунного диска), который вы видите, наблюдая тонкий серп Луны, лучше всего заметен в сумерках, рано вечером на растущей или ранним утром на убывающей Луне. Без оптического прибора можно провести интересные наблюдения общих очертаний Луны — обнаружить контуры морей и суши.

Со времен Галилея Луна доступна оптическим приборам. Бинокль или небольшой телескоп с малым увеличением поможет более подробно изучить лунные моря, крупнейшие кратеры и горные цепи. Даже такой скромный оптический прибор позволит ознакомиться с наиболее интересными достопримечательностями нашего спутника.

С увеличением апертуры увеличивается и количество видимых деталей на поверхности Луны, и наблюдения становятся еще более интересными. Телескопы с объективом диаметром 200-300 мм позволяют рассматривать тонкие детали в структуре крупных кратеров, увидеть строение горных хребтов, рассмотреть множество борозд и складок, увидеть цепочки мелких лунных кратеров.

Как подготовить телескоп для наблюдений за Луной

Луна — очень яркий объект. Ее свет при наблюдении в телескоп зачастую буквально ослепляет наблюдателя. Чтобы ослабить яркость и сделать наблюдения более комфортными, многие любители астрономии используют нейтральный серый фильтр или поляризационный фильтр с переменной плотностью. Последний более предпочтителен, так как позволяет менять уровень передачи света от 1 до 40%.

Чем это удобно? Количество света, поступающего от Луны, зависит от её фазы и применяемого увеличения. Поэтому при использовании обычного нейтрального фильтра изображение Луны часто будет то слишком яркое, то чересчур темное. Фильтр с переменой плотностью лишен этих недостатков и позволяет при необходимости выставить комфортный уровень яркости.

Можно также диафрагмировать объектив, надев на него крышку с отверстием малого диаметра. Это тоже уменьшит количество света, который попадает в телескоп, и снижает яркость изображения. При желании величину диафрагмы тоже можно менять (например, изготовив несколько крышек с разными по величине отверстиями).

При наблюдениях Луны между фазами первой или последней четверти и полнолунием можно включить умеренно яркий белый свет позади наблюдателя. Конечно, свет не должен попадать в глаза наблюдателя и бликовать на окулярах.

Такой метод дает возможность глазам сохранять дневное зрение, более совершенное, чем ночное. В целом у вас появится возможность видеть больше деталей, так как вы используете все возможности ваших глаз.

Когда лучше всего наблюдать Луну?

Как ни парадоксально это кажется на первый взгляд, полнолуние — далеко не самая удобная фаза для наблюдения Луны. Дело в том, что Солнце в это время расположено строго позади Луны и светит ей «в лоб», тени от гор короткие, и изображение не очень контрастное. Наибольший интерес для наблюдения представляют детали вблизи лунного терминатора — границы освещенной и неосвещенной стороны нашего спутника.

Терминатор — это граница дня и ночи на Луне. Во время растущей Луны он указывает место восхода Солнца, а в период убывающей — захода. Возвышенности, лежащие вблизи него и освещенные косыми лучами низко стоящего Солнца, отбрасывают длинные тени.

Наблюдать поверхность Луны удобно, если изо дня в день следить за терминатором, который постепенно проходит через все новые и новые области, проявляя их рельеф. Вы увидите вершины гор, которые уже освещаются солнечными лучами, в то время как окружающая их более низкая часть поверхности еще находится в тени. Пейзаж вдоль линии терминатора меняется в режиме реального времени, и наблюдение за тем, как выходит из тени или наоборот, погружается в нее, та или иная лунная достопримечательность, подарит вам незабываемые впечатления!

Наиболее удобные периоды для наблюдения Луны начинаются со 2 дня после новолуния до 2-3 дня после первой четверти, и аналогично — 2-3 день перед последней четвертью — 2 день до новолуния.

Что наблюдать на Луне

Кратеры — самые распространенные образования на лунной поверхности. В переводе (лат. crater) это слово означает «чаша». Большинство лунных кратеров имеют ударное происхождение, то есть возникли вследствие удара космического тела о поверхность нашего спутника. Крупнейшие кратеры видны уже в небольшой бинокль.

Лунные моря — темные участки, отчетливо выделяющиеся на лунной поверхности. Темные пятна, образующие так называемое «лицо на Луне», различимое невооруженным глазом, являются ничем иным, как лунными морями. Первые астрономы, изучавшие Луну, искренне считали, что на ней может быть жидкая вода и что эти пятна действительно являются водоемами.

В дальнейшем наука опровергла эти наивные представления. Лунные моря — это низины, в далеком прошлом залитые лавой, которая застыла и придала им относительно более ровный вид, чем у остальных участков. Правда, в результате непрерывной метеоритной «бомбардировки», длящейся уже миллиарды лет, поверхность морей тоже покрылась мелкими кратерами. Моря занимают 40% от всей площади видимой с Земли поверхности.

Борозды — лунные долины, достигающие в длину сотен километров. Нередко ширина борозд достигает 3,5 км, а глубина 0,5-1 км.

Складчатые жилы — по внешнему виду напоминают верёвки и, по-видимому, являются результатом деформации и сжатия, вызванных опусканием морей.

Горные цепи — лунные горы, высота которых колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч метров. Они представляют собой края больших кратеров или ударных бассейнов, разрушенные последующими ударами, в результате чего остались только части стены, напоминающие горные цепи. Носят названия земных горных хребтов — Апеннины, Альпы, Кавказ, Карпаты, Пиренеи, Кордильеры.

Источник

Топ заблуждений об астрономии. 6. Фазы Луны

Вы знаете, шарообразность Земли вполне можно было бы осознать, просто взглянув на лунный серп на ночном небе. Ведь именно в это время — особенно сразу после новолуния — как никогда хорошо видно, что тень Земли на Луне имеет явно круглую форму, а потому Земля — очевидно, шар. Даже странно, что древние об этом не догадались…

Так вот, если вы это действительно знаете, то вы знаете что-то неправильное: фазы Луны не вызываются падением на неё тени Земли. Они связаны исключительно с тем, под каким углом на неё светит Солнце и под каким углом она в данный момент видна с Земли.

Если вы погасите верхний свет в комнате, оставив зажжённой только настольную лампу, и возьмёте в вытянутую руку мяч: так, чтобы лампа была точно справа или слева от него, — то вы пронаблюдаете полный аналог «половины Луны на небе». Хотя в данный момент ваша собственная тень попросту не может падать на мяч — ведь лампа находится сбоку от него, а не сзади вас.

С Луной происходит нечто аналогичное.

Как понятно из рисунка, жители, например, США, в данный момент, если и видят Луну, то для них освещена только её левая половина.

Правда, тут надо отметить, эта картинка (как и все последующие в этом разделе) — немного жульническая.

Дело в том, что если бы я тут всё нарисовал в правильном масштабе, то Земля и Луна выглядели бы микроскопическими точками, и ничего нельзя было бы разглядеть. При увеличении же этих объектов, вместе с искажением отношений их размеров и расстояний между ними, искажаются и углы, под которыми они друг друга «видят».

Поэтому мне пришлось нарисовать Солнце там, где вы его видите, но вот источник света, имитирующий солнечный свет унести довольно далеко влево — чтобы Земля и Луна были освещены практически с одного и того же направления, а не с разницей углов к источнику света, примерно в 45°, как на этом рисунке.

Тем не менее, смысл, надеюсь, понятен, и потому можно взглянуть на другое взаимное расположение объектов.

В данном случае жители Земли сумеют увидеть лишь тонкий серп.

Причём рисунок нам как бы намекает, что этот серп будет виден не ночью, а, как максимум, перед самым рассветом — ведь та сторона Земли, с которой видно Луну, сейчас как раз повёрнута к Солнцу, а значит там уже не ночь.

Иными словами, новолуние, новая и старая Луна — это как раз наиболее далёкие состояния от того, при котором тень Земли могла бы всё-таки упасть на Луну. Напротив, в эти моменты Земля дальше от Солнца, чем Луна, а не наоборот.

Взглянем теперь на ту конфигурацию, при которой нам видна полная Луна.

Может показаться странным, что в данном случае не случилось лунное затмение: ведь тень Земли в такой конфигурации вроде бы должна была бы упасть на Луну и сделать её тёмной для земного наблюдателя.

Но нет, лунные затмения, разумеется, бывают, однако орбита Луны наклонена на 5,14° относительно плоскости, в которой находится орбита Земли вокруг Солнца. По этой причине она чаще всего находится не строго за Землёй на линии Солнце—Земля, а как бы «чуть выше» или «чуть ниже» этой линии. В общем, достаточно отстоит от этой линии для того, чтобы Земля не заслоняла её собой от солнечного света.

Здесь снова для более разборчивой демонстрации процесса пришлось немного увеличить наклон орбиты Луны, но суть примерно такова.

Тем не менее, не только Луна вращается вокруг Земли, но и Земля — вокруг Солнца. По этой причине плоскость лунной орбиты по-разному ориентирована к линии Солнце—Земля.

Вдобавок, сама орбита Луны и плоскость, в которой она лежит, медленно вращаются вокруг Земли, делая полные обороты примерно за 8,85 лет и 18,6 лет соответственно (это явление называется «прецессия»).

Из-за этого в некоторые моменты Земля всё-таки может оказаться точно между Солнцем и Луной. И тогда действительно случится лунное затмение.

По той же причине не каждый месяц, но всё-таки могут случаться и солнечные затмения тоже — ведь и Луна тоже может иногда оказываться точно между Солнцем и Землёй.

Как видно из рисунков, лунные затмения всегда наступают исключительно в полнолуние — в момент полной освещённости Луны: во всё остальное время их просто не может быть по чисто геометрическим причинам. И по тем же чисто геометрическим причинам солнечное затмение бывает исключительно в новолуние — когда со стороны Земли Луна не освещена Солнцем вообще.

Луна делает оборот вокруг Земли чуть более чем за 27 дней. И за этот период происходит полный цикл своих фаз: от полной неосвещённости до полной освещённости и обратно. Однако лунные и солнечные затмения не столь часты и случаются только в те моменты, когда вращение Луны вокруг Земли удачно накладывается на ориентацию её орбиты к линии Земля—Солнце.

В общем, заблуждение о том, что фазы Луны — это что-то типа неполных лунных затмений, гораздо более глубокое, чем «ну ладно, самую малость не угадали»: в данном случае не угадали в буквальном смысле на 180°.

Источник

chva

Виталий Чихарин

Существует довольно распространённое заблуждение, что причиной смен фаз Луны служит тень Земли, отбрасываемая на Луну Солнцем. На самом деле, если тень от Земли попадает на Луну, то происходит лунное затмение. В сети немало статей и видеороликов, поясняющих, почему происходит эта смена фаз.

Далеко ходить не надо, можно почитать статью в Википедии. Или вот такое видео (английский язык):

В статье в Википедии есть и картинка, показывающая причину смены фаз:

.

Фазы Луны зависят от взаимного расположения Земли, Луны и Солнца. Когда Луна находится между Землей и Солнцем, Солнце освещает ту её часть, которая противоположна от наблюдателя и направленная к нам часть не видна, это новолуние. Когда наоборот Земля между Луной и Солнцем, Солнце освещает обращенную к нам часть и это полнолуние. На видео (см. выше) картина демонстрируется в движении.

Вас удовлетворяет это объяснение? Меня не удовлетворяет. Напомню, что как правило Луна наблюдается ночью (хотя её бывает видно и днём при не очень сильном солнечном свете). Так вот, ночь на Земле для наблюдателя наступает тогда, когда он находится на той стороне Земли, которая в ходе вращения планеты «отвернулась» от Солнца, другими словами, сама планета закрывает Солнце от наблюдателя. Таким образом, наблюдатель никаким образом не сможет увидеть расположенную между Землёй и Солнцем Луну, так как она закрывается от него Землёй. Это видно и на картинке (Луна в положении 1, то есть в новолуние, видна с дневной стороны Земли), и на видео (Шарик полностью затенен тогда, когда изображающая Солнце лампа бьет прямо в в глаза).

Ладно бы это, можно было бы просто сказать, что новолуние — это когда Луна расположена между Землей и Луной, её не видно, потому и темно. Но на самом деле Луну видно и в новолуние, она слабо светится отраженным от Земли солнечным светом. Каким же образом её видно ночью, если она должна быть с другой стороны? Можете сами выполнить в Гугле или Яндекс поиск по картинкам и посмотреть. Более того, при расположении Луны между Землей и Солнцем её не должно было быть видно и в первых фазах роста, и в последних фазах старения, так как и в этом случае её было бы видно только на дневной стороне.

Мы же знаем, что на самом деле Луну видно ночью. Более того, я уже написал, что Луну часто бывает видно не только ночью, не только в сумерках, но и днём. Я видел её даже летом часа в четыре, угол между ней и Солнцем точно не превышал 90°. И при этом она находилась если не в фазе полнолуния, то близко к тому. А если исходить из такого объяснения, Луну в фазе полнолуния можно было бы видеть только при угле между Луной и Солнцем близким к 180° и только ночью.

С другой стороны, если Земля находится между Солнцем и Луной, то на Луну должна было бы падать тень от Земли и вместо полнолуния должно было бы как раз происходить лунное затмение. В чём же дело?

Думаю, подобные объяснения слишком примитивны. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости плоскости эклиптики, да и ось вращения Земли наклонена к плоскости эклиптики. Это всё и даёт реальную картину. В полнолуние Луна висит выше эклиптики, потому и Солнцем освещена, и земная тень на неё не падает (кроме тех случаев, когда всё-таки падает и происходит лунное затмение). В новолуние наоборот, потому Луну всё-таки видно.

Источник

Луна: история наблюдений и исследований. Справка

Луна – единственный естественный спутник Земли и ближайшее к Земле небесное тело. Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 километра в секунду по эллиптической орбите против часовой стрелки.

Вследствие эллиптичности орбиты и возмущений расстояние до Луны постоянно меняется. Это знал еще Гиппарх во 2 веке до н.э. Он определил среднее расстояние до Луны, получив значение, довольно близкое к современному – 30 диаметров Земли.

Расстояние до Луны можно определять различными методами, например, методом триангуляции из двух удаленных точек на Земле или же с помощью современной техники: по времени прохождения радарного или лазерного сигнала до Луны и обратно. Среднее расстояние в перигее (ближайшей к Земле точке орбиты Луны) составляет 362 тысячи километров, а среднее расстояние в апогее (самой далекой точке орбиты) равно 405 тысяч километров. Эти расстояния измеряются от центра Земли до центра Луны. Точка апогея и вместе с ней вся орбита обращается вокруг Земли за 8 лет и 310 суток. Среднее расстояние Луны от Земли 384 400 километров.

Фазы Луны и траектория ее движения

Движение Луны вокруг Земли очень сложно, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики. Эллиптическое движение представляет собой лишь грубое приближение, на него накладываются многие возмущения, обусловленные притяжением Солнца (притяжение Луны Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей), планет и формой Земли. Главнейшие из этих возмущений, или неравенств (так называемое уравнение центра, эвекция, вариация, годичное неравенство), были открыты из наблюдений задолго до теоретического вывода их из закона всемирного тяготения.

Первая приемлемая теория была предложена Исааком Ньютоном (Isaak Newton) в его «Началах» в 1687 году, где были опубликованы закон всемирного тяготения и законы движения. Ньютон не только учел все известные в то время возмущения лунной орбиты, но и предсказал некоторые эффекты.

В ХХ веке при описании движения Луны стала использоваться теория американского математика Джона Хилла (John Hill), на основе которой американский астроном Эрнест Браун (Ernest William Brown) в 1919 году вычислил математические ряды и составил таблицы, содержащие широту, долготу и параллакс (видимое угловое смещение объекта при наблюдении его из двух точек) Луны.

Луна совершает полный оборот вокруг Земли за период, называемый сидерическим месяцем. Сидерический месяц равен 27 суткам 7 часам 43,2 минуты. Но все это время Земля сама движется вокруг Солнца в том же направлении, что и Луна, поэтому взаимное положение трех тел повторяется не через орбитальный период Луны, а спустя примерно 53 часа после него. Поэтому полнолуние происходит через каждые 29 суток 12 часов 44,1 минуты; этот период называют синодическим (лунным) месяцем.

Каждый солнечный год содержит 12,37 лунных месяцев, так что 7 из 19 лет имеют 13 полнолуний.

Этот 19-летний период называется «метоновым циклом», поскольку в 5 веке до н.э. афинский астроном Метон предложил этот период в качестве основы для так и не состоявшейся реформы календаря.

Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости орбиты Земли вокруг Солнца – эклиптике – примерно на 5 градусов; поэтому Луна никогда не удаляется от эклиптики более чем на 5градусов, всегда находясь среди или около зодиакальных созвездий.

Не будучи самосветящейся, Луна видна только в той части, куда падают солнечные лучи, либо непосредственно, либо отраженные Землей. Этим объясняются фазы Луны.

Каждый месяц Луна, двигаясь по орбите, проходит примерно между Солнцем и Землей и обращена к Земле своей темной стороной, в это время происходит новолуние. Через один – два дня после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп «молодой» Луны.

Остальная часть лунного диска бывает в это время слабо освещена Землей, повернутой к Луне своим дневным полушарием; это слабое свечение Луны – так называемый пепельный свет Луны. Через 7 суток Луна отходит от Солнца на 90 градусов; наступает первая четверть лунного цикла, когда освещена ровно половина диска Луны и терминатор, т. е. линия раздела светлой и темной стороны, становится прямой – диаметром лунного диска. В последующие дни терминатор становится выпуклым, вид Луны приближается к светлому кругу и через 14-15 суток наступает полнолуние. Затем западный край Луны начинает ущербляться; на 22-е сутки наблюдается последняя четверть, когда Луна опять видна полукругом, но на сей раз обращенным выпуклостью к востоку. Угловое расстояние Луны от Солнца уменьшается, она опять становится суживающимся серпом и через 29,5 суток вновь наступает новолуние.

Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток (около 18,6 года), вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени – так называемый драконический месяц, – более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27,21222 суток; с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений.

Солнечное затмение может произойти только в новолуние и только в те моменты, когда Луна находится вблизи узла. Это случается, по меньшей мере, дважды в году. В остальных случаях Луна проходит на небе над или под Солнцем. Лунные затмения происходят только в полнолуние; при этом, как и в случае солнечных затмений, Луна должна находиться вблизи узла.

Если бы плоскость лунной орбиты не была наклонена к плоскости земной орбиты, то при каждом новолунии происходило бы солнечное затмение, а при каждом полнолунии – лунное затмение.

Однако сочетание равномерного вращения с неравномерным движением по орбите вызывает небольшие периодические отклонения от неизменного направления к Земле, достигающие 7 градусов 54 минуты по долготе. Наклон оси вращения Луны к плоскости ее орбиты обусловливает отклонения до 6градусов 50минуты по широте, вследствие чего в разное время с Земли можно видеть до 59 процентов всей поверхности Луны (хотя области близ краев лунного диска видны лишь в сильном перспективном ракурсе); такие отклонения называются либрацией Луны. Плоскости экватора Луны, эклиптики и лунной орбиты всегда пересекаются по одной прямой (это явление описывает закон Кассини).

Сама Луна также оказывает влияние на Землю – ее гравитационное поле вызывает колебание уровня воды в акваториях Земли, приливы и отливы.

Масса Луны в 81,3 раза меньше массы Земли и составляет 7,35*1022 килограмм, по геометрической форме Луна близка к шару, средний радиус которого 1738 км.

Средняя плотность Луны равна 3,34 г/кв. см (0,61 средней плотности Земли). Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз меньше, чем на Земле, равно 162,3 см/сек2 и уменьшается на 0,187 см/сек2 при подъеме на 1 км.

Первая космическая скорость для Луны – 1680 м/сек, а вторая – 2375 м/сек.

Луна не имеет атмосферы.

Свет Луны

Поверхность Луны довольно темная, ее альбедо (отражательная способность) равно 0,073, то есть она отражает в среднем лишь 7,3% световых лучей Солнца.

Визуальная звездная величина (мера освещенности, создаваемой небесным светилом) полной Луны на среднем расстоянии равна – 12,7; она посылает в полнолуние на Землю в 465 000 раз меньше света, чем Солнце.

В зависимости от того, в какой фазе находится Луна, количество света уменьшается гораздо быстрее, чем площадь освещенной части Луны, таким образом, когда Луна находится в четверти и мы видим половину ее диска светлой, она посылает на Землю не 50%, а лишь 8% света от полной Луны.

Показатель цвета лунного света равен +1,2, т. е. он заметно краснее солнечного.

Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 15 суток и столько же продолжается ночь.

Рельеф Луны

Даже невооруженным глазом на Луны видны неправильные темноватые протяженные пятна, которые были приняты за моря: название сохранилось, хотя и было установлено, что эти образования ничего общего с земными морями не имеют. Телескопические наблюдения, которым положил начало в 1610 году Галилео Галилей (Galileo Galilei), позволили обнаружить гористое строение поверхности Луны.

Выяснилось, что моря – это равнины более темного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры).

По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты издал в 1647 году Ян Гевелий (нем. Johannes Hevel, польск. Jan Heweliusz,) в г. Данциге (современный – Гданьск, Польша). Сохранив термин «моря», он присвоил названия также и главнейшим лунным хребтам – по аналогичным земным образованиям: Апеннины, Кавказ, Альпы.

Джованни Риччоли (Giovanni Batista Riccioli) из г. Феррары (Италия) в 1651 году дал обширным темным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее, меньшие примыкающие к морям темные области он назвал заливами, например, Залив Радуги, а небольшие неправильные пятна – болотами, например Болото Гнили. Отдельные горы, главным образом кольцеобразные, он назвал именами выдающихся ученых: Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другие.

Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени. На картах обратной стороны Луны, составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена Константина Эдуардовича Циолковского, Сергея Павловича Королева, Юрия Алексеевича Гагарина и других. Подробные и точные карты Луны были составлены по телескопическим наблюдениям в 19 веке немецкими астрономами Иоганном Медлером (Johann Heinrich Madler), Иоганном Шмидтом (Johann Schmidt) и другими.

Карты составлялись в ортографической проекции для средней фазы либрации, т. е. примерно такими, какой Луна видна с Земли.

В конце 19 века начались фотографические наблюдения Луны. В 1896?1910 большой атлас Луны был издан французскими астрономами Морисом Леви (Morris Loewy) и Пьером Пьюзе (Pierre Henri Puiseux) по фотографиям, полученным на Парижской обсерватории; позже фотографический альбом Луны был издан Ликской обсерваторией в США, а в середине 20 века голландский астроном Джерард Койпер (Gerard Copier) составил несколько детальных атласов фотографий Луны, полученных на крупных телескопах разных астрономических обсерваторий. С помощью современных телескопов на Луны можно заметить кратеры размером около 0,7 килметров и трещины шириной в первые сотни метров.

Кратеры на лунной поверхности имеют различный относительный возраст: от древних, едва различимых, сильно переработанных образований до очень четких в очертаниях молодых кратеров, иногда окруженных светлыми «лучами». При этом молодые кратеры перекрывают более древние. В одних случаях кратеры врезаны в поверхность лунных морей, а в других – горные породы морей перекрывают кратеры. Тектонические разрывы то рассекают кратеры и моря, то сами перекрываются более молодыми образованиями. Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в нескольких точках.

Ученым удалось установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сотни млн. лет, а основная масса крупных кратеров возникла в «доморской» период, т.е. 3-4 миллиарда лет назад.

В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты термической истории Луны показывают, что вскоре после ее образования недра были разогреты радиоактивным теплом и в значительной мере расплавлены, что привело к интенсивному вулканизму на поверхности. В результате образовались гигантские лавовые поля и некоторое количество вулканических кратеров, а также многочисленные трещины, уступы и другое. Вместе с этим на поверхность Луны на ранних этапах выпадало огромное количество метеоритов и астероидов – остатков протопланетного облака, при взрывах которых возникали кратеры – от микроскопических лунок до кольцевых структур диаметром от нескольких десятков метров до сотен км. Из-за отсутствия атмосферы и гидросферы значительная часть этих кратеров сохранилась до наших дней.

Сейчас метеориты выпадают на Луну гораздо реже; вулканизм также в основном прекратился, поскольку Луна израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слои Луны. Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродосодержащих газов в лунных кратерах, спектрограммы которых были впервые получены советским астрономом Николаем Александровичем Козыревым.

Основными лунными породами являются морские базальты, богатые железом и титаном; материковые базальты, богатые камнем, редкоземельными элементами и фосфором; алюминиевые материковые базальты – возможный результат ударного плавления; магматические породы, такие, как анортозиты, пироксениты и дуниты. Реголит (лунный грунт) состоит из фрагментов основной породы, стекла и брекчии (порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков), образовавшихся из основных типов пород.

Лунные породы не полностью схожи с земными. Обычно лунные базальты содержат больше железа и титана; анортозиты на Луне более обильны, а летучих элементов, таких, как калий и углерод, в лунных породах меньше. Лунные никель и кобальт, вероятно, были замещены расплавленным железом еще до окончания формирования Луны.

Происхождение Луны: самые популярные версии

Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Наиболее разработаны три разные гипотезы.

В конце 19 века Джордж Дарвин(George Howard Darwin) выдвинул гипотезу, согласно которой Луна и Земля первоначально составляли одну общую расплавленную массу, скорость вращения которой увеличивалась по мере ее остывания и сжатия; в результате эта масса разорвалась на две части: большую – Землю и меньшую – Луна. Эта гипотеза объясняет малую плотность Луны, образованной из внешних слоев первоначальной массы. Однако она встречает серьезные возражения с точки зрения механизма подобного процесса; кроме того, между породами земной оболочки и лунными породами есть существенные геохимические различия.

Гипотеза захвата, разработанная немецким ученым Карлом Вейцзеккером (Carl Friedrich von Weizsacker;), шведским ученым Ханнесом Альфвеном (Hannes Alfven) и американским ученым Гарольдом Юрии (Harold Clayton Urey), предполагает, что Луна первоначально была малой планетой, которая при прохождении вблизи Земли в результате воздействия тяготения последней превратилась в спутник Земли.

Вероятность такого события весьма мала, и, кроме того, в этом случае следовало бы ожидать большего различия земных и лунных пород.
Согласно третьей гипотезе, теории конденсации, разрабатывавшейся советским учеными – Отто Юльевичем Шмидтом и его последователями в 1940-ых годах, Луна и Земля образовались одновременно путем объединения и уплотнения большого роя мелких частиц.

Но Луна в целом имеет меньшую плотность, чем Земля, поэтому вещество протопланетного облака должно было разделиться с концентрацией тяжелых элементов в Земле. В связи с этим возникло предположение, что первой начала формироваться Земля, окруженная мощной атмосферой, обогащенной относительно летучими силикатами; при последующем охлаждении вещество этой атмосферы сконденсировалось в кольцо планетезималей, из которых и образовалась Луна.

К середине 1970-х годов, когда на Землю доставили образцы лунного грунта и достаточно хорошо были изучены геохимические свойства Луны американские астрофизики Эл Камерон (Al Cameron), Вильям Вард (William Ward), Вильям Хартманн (William Hartmann) и Дональд Дэвис (Donald Davis) предложили гипотезу «Большого всплеска» или «Большого удара».

Согласно ей Луна образовалась из осколка Земли, отколовшегося от планеты, в результате столкновения Земли с космическим телом, размеры которого сопоставимы с Марсом.

В настоящее время ни одна из теорий не получила достаточного количества доказательств, чтобы считаться достоверной.

Исследования Луны из космоса

Исследования Луны с помощью космических аппаратов начались в январе 1959 году – была запущена автоматическая станция «Луна-1».

Пролетев в непосредственной близости от Луны, на расстоянии 5-6 тысяч километров от ее поверхности, автоматическая станция «Луна-1» превратилась затем в первую искусственную планету солнечной системы. Эксперименты, проведенные станцией «Луна-1», установили отсутствие существенного магнитного поля вблизи Луны и зарегистрировали в межпланетном пространстве потоки ионизированной плазмы – «солнечный ветер».

Автоматическая станция «Луна-2» достигла лунной поверхности в восточной части Моря Дождей, в районе кратеров Архимед и Автолик и засвидетельствовала отсутствие у Луны магнитного поля.

4 октября 1959 года, во вторую годовщину запуска первого искусственного спутника Земли, стартовала станция «Луна-3».

Седьмого октября с борта этой автоматической межпланетной станции были получены первые в мире изображения обратной стороны Луны.

Изучение свойств Луны и ее окружающей среды началось в 1966 году – был запущена станция «Луна-9», передавшая на Землю панорамные снимки поверхности Луны.

Исследованиями окололунного пространства занимались станции «Луна-10» и «Луна-11» (1966 год). «Луна-10» стала первым искусственным спутником Луны.

В это время в США также разрабатывалась программа изучения Луны, получившая название «Аполлон» (The Apollo Program). Именно американский астронавты первыми ступили на поверхность планеты. 21 июля 1969 года в рамках лунной экспедиции корабля «Аполлон 11» Нил Армстронг (Neil Alden Armstrong) и его напарник Эдвин Олдрин (Edwin Eugene Aldrin) провели на Луне 2,5 часа.

Дальнейшим этапом в исследованиях Луны стала отправка на планету радиоуправляемых самоходных аппаратов. В ноябре 1970 году на Луну был доставлен «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 10,5 месяцев) прошел расстояние в 10 540 м и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхности Луны и другую научную информацию. Установленный на нем французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Луны с точностью до долей метра.

В феврале 1972 года станция «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районе Луны.

В феврале того же года был совершен последний пилотируемый полет на Луну. Полет осуществил экипаж корабля «Аполлон-17». Всего на Луне побывало 12 человек.

В январе 1973 года «Луна-21» доставила в кратер Лемонье (Море Ясности) «Луноход-2» для комплексного исследования переходной зоны между морским и материковым районами. «Луноход-2» работал 5 лунных дней (4 месяца), прошел расстояние около 37 километров.

В августе 1976 года станция «Луна-24» доставила на Землю образцы лунного грунта с глубины 120 сантиметров (образцы были получены путем бурения).

С этого времени изучение естественного спутника Земли практически не велось.

Лишь через два десятка лет, в 1990 году, свой искусственный спутник «Хитен» (Hiten) послала к Луне Япония, ставшая третьей «лунной державой». Затем было еще два американских спутника – «Клементина»(Clementine, 1994 год) и «Лунный разведчик» (Lunar Prospector, 1998 год). На этом полеты к Луне были приостановлены.

27 сентября 2003 года Европейское космическое агентство с космодрома Куру (Гвиана, Африка) запустило зонд SMART-1. 3 сентября 2006 года зонд завершил свою миссию и совершил пилотируемое падение на поверхность Луны. За три года работы аппарат передал на Землю много информации о лунной поверхности, а также провел картографию Луны с высоким разрешением.

В настоящее время изучение Луны получило новый старт. Программы освоения земного спутника действуют в России, США, Японии, Китае, Индии.

Китай собирается в 2012 году опустить на поверхность планеты луноход «Лунный Заяц», в 2017 году получить образцы лунного грунта. В перспективе Китай не исключает создания на Луне постоянной обитаемой базы.

Правительство Японии пообещало, что в 2020 году высадит на поверхность Луны двуного робота.

По заявлению руководителя Федерального космического агентства (Роскосмос) Анатолия Перминова, концепция развития российской пилотируемой космонавтики предусматривает программу освоения Луны в 2025-2030 годах.

Правовые вопросы освоения Луны

Правовые вопросы освоения Луны регулирует «Договор о космосе» (полное название «Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела»). Он был подписан 27 января 1967 года в Москве, Вашингтоне и Лондоне государствами-депозитариями – СССР, США и Великобританией. В тот же день началось присоединение к договору других государств.

Согласно ему исследование и использование космического пространства, включая Луну и другие небесные тела, осуществляются на благо и в интересах всех стран, независимо от степени их экономического и научного развития, а космос и небесные тела открыты для всех государств без какой-либо дискриминации на основе равенства.

Частная собственность на Луне

Продажа участков территории естественного спутника Земли началась в 1980 году, когда американец Денис Хоуп обнаружил калифорнийский закон от 1862 года, по которому ничья собственность переходила во владение того, кто первым предъявил претензии на нее.

В подписанном 1967 году «Договоре о космосе» было прописано, что «космическое пространство, включая Луну и другие небесные тела, не подлежит национальному присвоению», но пункта о том, что космический объект не может быть приватизирован в частном порядке, не было, что и позволило Хоуп оформить право собственности на Луну и все планеты Солнечной системы, исключая Землю.

Хоуп открыл в США Лунное посольство и организовал оптово-розничную торговлю лунной поверхностью. Он успешно ведет свой «лунный» бизнес, продавая участки на Луне желающим.

Право собственности регистрируется в Лунном посольстве в Рио-Виста, Калифорния, США. Процесс оформления и получения документов занимает от двух до четырех дней.

В данный момент мистер Хоуп занимается созданием Лунной республики и продвижением ее в ООН. У еще несостоявшейся республики есть свой национальный праздник – день лунной независимости, который отмечается 22 ноября.

В настоящее время стандартный участок на Луне имеет площадь 1 акра (чуть больше 40 соток). С 1980 года продано около 1.300 тысяч участков из тех приблизительно 5 миллионов, что были «нарезаны» на карте освещенной стороны Луны.

Известно, что среди владельцев лунных участков – американские президенты Рональд Рейган и Джимми Картер, члены шести королевских семейств и около 500 миллионеров, в основном из числа голливудских звезд – Том Хенкс, Николь Кидман, Том Круз, Джон Траволта, Харрисон Форд, Джордж Лукас, Мик Джаггер, Клинт Иствуд, Арнольд Шварценеггер, Деннис Хоппер и другие.

Лунные представительства открылись в России, Украине, Молдавии, Белоруссии, и владельцами лунных земель стали более 10 тысяч жителей СНГ. Среди них Олег Басилашвили, Семен Альтов, Александр Розенбаум, Юрий Шевчук, Олег Гаркуша, Юрий Стоянов, Илья Олейников, Илья Лагутенко, а также космонавт Виктор Афанасьев и другие известные деятели.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Источник