Луна - спутник Земли
| Луна | |
| Среднее расстояние до Земли | 384403 км |
| Экваториальный диаметр | 3474,8 км |
| Период обращения вокруг Земли | 23,72 земных суток |
День на Луне наступает почти мгновенно, как только из-за крутого лунного горизонта появляется краешек Солнца. И происходит это неожиданно. У нас, на Земле, восходу дневного светила предшествует утренняя заря. А на Луне нет воздуха, рассеивающего солнечный свет. Поэтому ни утренних зорь, ни вечерних закатов там не бывает: была темень - и сразу свет!
Правда, еще до наступления дня на угольно-черном лунном небе появляется великолепное сияние солнечной короны - она как бы возвещает приход дня... Но вот первые солнечные лучи уже разлились по поверхности нашего спутника, и взору космического путешественника открывается однотонный пустынный пейзаж. Он состоит как бы из двух частей: ярко освещенных Солнцем горных склонов и зияющих пустотой "темных провалов".
Луна - мир удивительных световых контрастов! По причине отсутствия атмосферы там не наблюдаются полутеневые переходы. Если светло, так очень! Если темно - вселенский мрак!
| По геометрической форме Луна близка к шару, средний радиус которого 1738 км, что примерно в 3,68 раз меньше, чем радиус Земли. Объем Луны 2,199·1010 км3, площадь ее поверхности 3,769·107 км2. Масса Луны, равная 7,35·1022 кг, составляет 1/81,3 массы Земли. Угловой радиус видимого с Земли диска Луны (при среднем расстоянии между ними) равен 31'05''. |
Взошедшее Солнце очень медленно поднимается над горизонтом. Ведь в лунном мире солнечные сутки равны лунному месяцу (промежутку времени между двумя одинаковыми фазами), то есть длятся 29 земных суток 12 часов и 44 минуты. Почти 15 суток тянется день, который сменяется такой же долгой, нескончаемой ночью. В течение продолжительного дня поверхность Луны очень сильно нагревается солнечными лучами. В области лунного экватора (ось вращения Луны почти перпендикулярна к плоскости эклиптики) горные породы под отвесными солнечными лучами раскаляются до 134°С! На краях дневного полушария температура около 0°С, то есть мало отличается от средней температуры земного шара. Зато долгой ночью лунную поверхность сковывают жестокие морозы, достигающие 170°С!
Столь разительные изменения температуры на Луне происходят из-за отсутствия у нее атмосферы. Ведь атмосфера для небесного тела планетного типа выполняет практически ту же роль, что одеяло для человека. В дневное время она предохраняет планету от чрезмерного перегревания солнечными лучами, а в ночные часы - от излишнего охлаждения. У Луны нет атмосферного "одеяла", поэтому тепло, полученное ею в течение долгого дня, беспрепятственно рассеивается с наступлением ночи.
|
Луна движется вокруг Земли по почти эллиптической орбите со средней линейной скоростью 3683 км/ч (1,02 км/с). Минимальное расстояние от Земли 363300 км, максимальное — 405500 км. Плоскость орбиты Луны наклонена к плоскости эклиптики на угол 5°08'43''. Период орбитального движения (сидерический период обращения) 27,32166 земных суток, что совпадает с периодом осевого обращения Луны, благодаря этому Луна всегда обращена к Земле одним и тем же полушарием (так называемая видимая сторона Луны). Из-за того что движение Луны по орбите не является равномерным, а также из-за наклона плоскости экватора к плоскости ее орбиты, с Земли можно наблюдать несколько более чем половину (59%) поверхности Луны. Период обращения Луны относительно Солнца (синодический период) составляет 29,53 суток, так что лунный день и лунная ночь длятся почти по 15 суток. В течение лунного дня поверхность Луны нагревается, а ночью охлаждается: при этом температура на поверхности Луны меняется от 400 до 100 К. |
Но тут возникает новый вопрос: почему Луна лишена атмосферы? Газовая оболочка вокруг небесного тела может существовать только лишь в том случае, если оно своим притяжением способно удерживать атомы и молекулы атмосферных газов, движущихся с большими скоростями. Средняя скорость атмосферных частиц тем больше, чем меньше их масса и чем выше температура атмосферы. Но при достижении газовой частицей некоторой предельной, или так называемой критической скорости, планета уже не в состоянии удержать ее возле себя. В результате она улетает в межпланетное пространство. Чтобы вычислить эту критическую скорость для Луны, надо прежде всего определить ускорение силы тяжести на ее поверхности.
Сила тяжести пропорциональна массе небесного тела и обратно пропорциональна квадрату его радиуса. Масса Луны в 81,3 раза меньше массы Земли, а радиус в 3,67 раза меньше земного радиуса. Возведем 3,67 в квадрат: 3,67 * 3,67 = 13,47. Разделив 81,3 на 13,47, мы узнаем, что сила тяжести на Луне меньше, чем на Земле, в 6,04 раза. Во столько же раз на Луне должно быть меньше и ускорение силы тяжести. Если на Земле оно составляет 981 см/с2, то на Луне будем иметь: 981 см/с2: 6,04 = 162 см/с2 = 1,62 м/с2.
Т.к. радиус Луны равен 1738 км, и выразив ускорение силы тяжести тоже в километрах, находим критическую скорость для Луны - 2,37 км/с. Следовательно, любое тело, достигшее такой скорости, способно навсегда покинуть лунную поверхность и удалиться в межпланетное пространство.
Значение скорости некоторых молекул водорода, гелия, водяного пара даже при умеренной температуре составляет более половины критической скорости для Луны; она вообще не в состоянии удерживать эти газы. А что касается более тяжелых газов - азота, кислорода, углекислоты, то они тоже улетучиваются за сравнительно короткий (по астрономическим масштабам) промежуток времени, составляющий около 10 млн лет. Теперь становится понятно, почему у Луны нет атмосферы. По-видимому, наш спутник никогда не имел атмосферы, похожей на земную.
| Плотность лунных пород составляет в среднем 3,343 г/см3, что заметно уступает средней плотности для Земли (5,518 г/см3 ). Это различие связано главным образом с тем, что уплотнение вещества с глубиной проявляется на Земле значительно заметнее, чем на Луне. Имеются и различия в минералогическом составе лунных и земных пород: содержание оксидов железа в лунных базальтах на 25%, а титана — на 13% выше, чем в земных. «Морские» базальты на Луне отличаются повышенным содержанием оксидов алюминия и кальция и относительно более высокой плотностью, что связывают с их глубинным происхождением. |
Но если на Луне нет атмосферы, там не должно быть и воды. Известно, что вода в жидком виде может находиться только под атмосферным давлением. В безвоздушном пространстве вода без всякого подогревания моментально "закипает" и превращается в пар. Поэтому, если на Луне когда-то были хоть какие-то открытые водоемы, они должны были испариться, а водяной пар должна была постичь участь лунных газов... Таким образом, поверхность Луны суха и безводна. Она суше, чем самые сухие земные пустыни. Исследование образцов лунного грунта, доставленного на Землю американскими астронавтами, показало, что воды на Луне не было. Однако полной уверенности в этом нет.
На Луне в районах ее полюсов есть кратерные области, которые никогда не освещаются Солнцем. Температура поверхности этих "холодных ловушек" достаточно низка, и есть надежда обнаружить там замерзшую воду. По предварительным расчетам, в них могло накопиться ее до 1 млрд т.
Поскольку на Луне нет атмосферы и открытых водоемов (озер, рек, морей), там нет и погоды, понимаемой в земном смысле слова. На Луне не увидим ни голубого неба, ни белых кучевых облаков, ни темных грозовых туч. Там никогда не бывает ни ветра, ни дождя, ни снега. Только Солнце светит ослепительно ярко, никогда не заслоняемое облаками...
Лишенная атмосферы и магнитного поля, Луна оказалась совершенно беззащитной от воздействий космоса. Она постоянно подвергается облучению космическими лучами (заряженными частицами высокой энергии) и смертоносным коротковолновым излучением Солнца. На Луне человека постоянно подстерегает метеоритная опасность. Поэтому при подготовке полетов на Луну американских пилотируемых космических кораблей "Аполлон" все это приходилось учитывать. Перед выходом на лунную поверхность астронавты облачались в специальные герметичные костюмы-скафандры, хотя, конечно, определенная доля риска оставалась. В любой момент метеоритная песчинка могла проколоть и разгерметизировать скафандр. К счастью, эта опасность прошла стороной. Но потоки частиц высоких энергий, летящие от Солнца, пронизывали скафандры и находившихся в них людей. Зато лунные скафандры предохраняли астронавтов от полного вакуума - безвоздушного космического пространства. Кроме того, скафандр - это своеобразный термос, в который помещается человек, то есть он обеспечивает астронавту нормальные температурные условия для жизнедеятельности.
В комплекте снаряжения к каждому скафандру придавались баллоны с запасом кислорода для дыхания и радиотелефон для связи. Ведь разговаривать на Луне обычным способом, то есть так, как мы разговариваем на Земле, нельзя. Где нет атмосферы - там нет и звуков. В безвоздушном пространстве звук не распространяется. Даже взрыва от падения метеорита никто не услышит - наблюдать можно одну лишь вспышку.
Мы уже знаем, что одно из необычных физических условий на Луне - небольшая сила тяжести. Поэтому астронавты, несмотря на свои тяжелые скафандры, были легки и подвижны.
Итак, Луна - мир, находящийся во власти космоса. По причине отсутствия на Луне воздуха и воды она всегда была мертвым миром, где не могла зародиться жизнь, подобная земной.
Коротцев О.Н.
