Рельеф луны. Поверхность Луны Какие формы рельефа отсутствуют на луне

На Луне принято выделять области двух типов: светлые - материковые, занимающие 83% площади лунного шара, и темные - морские, составляющие 17%. Материки отличаются более высокой отражательной способностью, поскольку сложены относительно светлыми породами типа анортозитов, наличием значительных неровностей и множеством ов разных размеров и степени сохранности вала. Моря - относительно ровные области, покрытые лавовыми потоками темных пород ового типа, с меньшим количеством ов. Таким образом, моря темнее материков как из-за различия в составе пород, так и по причине иной структуры поверхности (моря глаже и поэтому слабее рассеивают свет).

Моря лежат ниже уровня материковой поверхности. Например, Море Дождей расположено на 3 км ниже, а Море Влажности на 2 км ниже окружающей местности. На восточном лимбе вблизи а видны темные пятна Моря Краевого и Моря Смита. Интересно, что в одном из проектов создания будущей лунной базы Море Смита называют в числе возможных мест, удобных для проведения исследовательских работ. Площадь маленького пятна Моря Волн всего 21 тыс. км2. Наиболее четко выделяется граница Моря Кризисов, площадь которого 176 тыс. км2. Дно этого моря расположено на 3,5 км ниже окружающей местности. На его краю виден яркий с лучевой системой - Прокл диаметром 28 км.

Море Спокойствия, по площади равное Черному морю на Земле (421 тыс. км2), знаменито тем, что именно здесь американский астронавт Нейл Армстронг впервые ступил на лунную поверхность 20 июля 1969 г. Море Спокойствия соединяется с Морем Нектара и Морем Изобилия, в котором советский зонд " 16" (1970 г.) взял пробу лунного грунта и доставил ее на Землю. На границе Моря Ясности с материком выполнял исследования самоходный аппарат "Луноход 2" (1973 г.)

Площадь Моря Дождей - 829 тыс. км2. Темная область к югу от Коперника недавно была названа Морем Островов. Море Познанное получило свое название после того, как в 1964 г. здесь опустился американский зонд "Рейнджер 7". К югу от Залива Радуги совершил свое путешествие первый самоходный лунник "Луноход 1" (1970-71 гг.).

Слева от Моря Облаков в материковой части выделяется цепочка из трех ов, размеры которых превышают 100 км. Средний из них Альфонс, известен тем, что в 1957 г. там наблюдалось свечение, зарегистрированное на спектрограммах. Самый яркий с мощной лучевой системой назван в честь а Тихо Браге, составившего таблицы перемещения планет, на основе которых Кеплер вывел законы движения планет.

Горные образования на Луне представляют собой части колец, окаймляющих круговые моря. Еще в середине семнадцатого века польский Ян Гевелий предложил называть горы на Луне такими же именами, как и на Земле. Вокруг Моря Дождей расположены Альпы, Кавказ, Апеннины, Карпаты, Юра. Море Нектара окружено горами Алтай и Пиренеи. Горы Кордильеры и горы Рука окружают Море Восточное. Самые высокие горы на Луне Апеннины: там высота отдельных хребтов достигает 5,6 км над поверхностью соседнего Моря Дождей. Горы Юра возвышаются над Заливом Радуги на 5 км, в то время как в Карпатах лишь отдельные горки достигают высоты 2 км над окружающей местностью.

Преобладающей формой рельефа Луны являются ы. Если вал а четкий, хорошо сохранившийся, то это признак относительной молодости, а ы с разрушенными валами - более старые. Крупные ы часто имеют на дне центральную горку и сы на внутренних склонах, например, ы Коперник и Аристарх. У старых ов горки и сы встречаются реже. Особую группу составляют ы с лучевыми системами, представляющими собой длинные светлые полосы, радиально исходящие от вала а. Лучи можно видеть не всегда, а лишь при определенных условиях освещения поверхности. Наиболее четко эти образования проявляются в полнолуние. При других фазах они менее заметны, а в областях, близких к терминатору, не наблюдаются вовсе. Лучи встречаются как у крупных ов, например, Тихо диаметром 87 км, так и у небольших, но обязательно молодых. ов с лучевыми системами на Луне несколько десятков.

Долины - отчетливо выраженные обособленные впадины шириной в несколько километров и протяженностью в десятки и сотни километров - встречаются на склонах обширных горных областей (например, Альпийская долина), а также в материковых районах (например, долина Рейта). Более узкие, длинные, но не обрывистые ложбины, сохраняющие на всем протяжении одинаковую ширину называют бороздами (например, борозды Сирсалиса). Они часто тянутся на сотни километров вне зависимости от рельефа поверхности. Обрывистые разломы называют трещинами. В морях иногда встречаются уступы - типичные сбросы; например, в Море Облаков звестен уступ Прямая Стена.

На обратной стороне Луны особое внимание привлекают очень крупные кольцевые структуры, диаметром более 300 км, названные бассейнами. Самые большие из них, такие как Море Восточное, Герцшпрунг, Аполлон, Королев, Море Москвы и другие имеют помимо внешнего вала еще и внутренний, диаметр которого, как правило, вдвое меньше внешнего. Иногда внутренние кольца сильно разрушены.

Любопытно, что некоторые крупные бассейны обратной стороны Луны являются антиподами морей видимой стороны. Например, Королев - антипод Моря Изобилия, а Герцшпрунг - Моря Спокойствия.

К северо-востоку от Моря Восточного радиально отходят гигантские цепочки ов, простирающиеся на расстояния до тысячи километров. Диаметр ов, входящих в эти цепочки, составляет в среднем 10-20 км. Три самые протяженные цепочки получили названия ГДЛ (Газодинамическая лаборатория), ГИРД (Группа изучения реактивного движения) и РНИИ (Реактивный научно-исследовательский институт). Эти три научные организации внесли основной вклад в развитие ракетостроения в нашей стране.

Ы, отдельные горные вершины (пики, мысы), а также гряды называют (посмертно) именами ов и выдающихся ученых других специальностей. Исключением стали 12 ов, названных в честь живущих космонавтов и астронавтов. Все предложенные наименования утверждает Международный ический союз. Общее правило планетной номенклатуры - не использовать имена политических и религиозных деятелей, полководцев и философов XIX и XX вв.

Карты Луны используют для решения важных научных и практических задач: восстанавливают историю лунной поверхности, планируют экспедиции на Луну.

Рельеф лунной поверхности был в основном выяснен в результате многолетних телескопических наблюдений. “Лунные моря”, занимающие около 40 % видимой поверхности Луны, представляют собой равнинные низменности, пересеченные трещинами и невысокими извилистыми валами; крупных кратеров на морях сравнительно мало. Многие моря окружены концентрическими кольцевыми хребтами. Остальная, более светлая поверхность покрыта многочисленными кратерами, кольцевидными хребтами, бороздами и так далее. Кратеры менее 15-20 километров имеют простую чашевидную форму, более крупные кратеры (до 200 километров) состоят из округлого вала с крутыми внутренними склонами, имеют сравнительно плоское дно, более углубленное, чем окружающая местность, часто с центральной горкой. Высоты гор над окружающей местностью определяются по длине теней на лунной поверхности или фотометрическим способом. Таким путем были составлены гипсометрические карты масштаба 1: 1 000000 на большую часть видимой стороны. Однако абсолютные высоты, расстояния точек поверхности Луны от центра фигуры или массы Луны определяются очень неуверенно, и основанные на них гипсометрические карты дают лишь общее представление о рельефе Луны. Гораздо подробнее и точнее изучен рельеф краевой зоны Луны, которая, в зависимости от фазы либрации, ограничивает диск Луны. Для этой зоны немецкий ученый Ф. Хайн, советский ученый А. А. Нефедьев, американский ученый Ч. Уотс составили гипсометрические карты, которые используются для учета неровностей края Луны при наблюдениях с целью определения координат Луны (такие наблюдения производятся меридианными кругами и по фотографиям Луны на фоне окружающих звезд, а также по наблюдениям покрытий звезд). Микрометрическими измерениями определены по отношению к лунному экватору и среднему меридиану Луны селенографические координаты нескольких основных опорных точек, которые служат для привязки большого числа других точек поверхности Луны. Основной исходной точкой при этом является небольшой правильной формы и хорошо видимый близ центра лунного диска кратер Мёстинг. Структура поверхности Луны была в основном изучена фотометрическими и поляриметрическими наблюдениями, дополненными радиоастрономическими исследованиями.

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. Эти и другие соотношения позволяют установить последовательность возникновения различных структур на лунной поверхности; в 1949 советский ученый А. В. Хабаков разделил лунные образования на несколько последовательных возрастных комплексов. Дальнейшее развитие такого подхода позволило к концу 60-х годов составить среднемасштабные геологические карты на значительную часть поверхности Луны. Абсолютный возраст лунных образований известен пока лишь в нескольких точках; но, используя некоторые косвенные методы, можно установить, что возраст наиболее молодых крупных кратеров составляет десятки и сочни миллионов лет, а основная масса крупных кратеров возникла в “доморской” период, 3-4 млрд. лет назад.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Донецкая общеобразовательная школа I-III ступеней №44

по астрономии

на тему: "Луна "

ученицы 11-А класса

ДОШ I-III ст. №44

Жданко Елизаветы

учитель: Масленникова И.Л.

Донецк 2011

Введение

ЛУНА - естественный спутник Земли, ее постоянный ближайший сосед. Это второй по яркости объект на земном небосводе после Солнца и пятый по величине естественный спутник планет Солнечной системы. Луна также является первым и единственным небесным телом, помимо Земли, на котором побывал человек. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны - 384 467 км. Еще до наступления эры космических исследований астрономы знали, что Луна - необычное тело. Хотя это не самый большой спутник в Солнечной системе, но он один из крупнейших по отношению к своей планете - Земле. Плотность Луны всего в 3,3 раза больше плотности воды, что меньше, чем у любой из планет земной группы: самой Земли, Меркурия, Венеры и Марса. Уже это обстоятельство заставляет думать о необычных условиях образования Луны. Пробы грунта с поверхности Луны позволили определить его химический состав и возраст (4,1 млрд. лет у самых старых образцов), но это лишь сильнее запутало наше представление о происхождении Луны.

1 . Луна в мифологии

Луна в римской мифологии является богиней ночного света. Луна имела несколько святилищ, одно вместе с богом солнца. В египетской мифологии богиня луны - Тефнут и ее сестра Шу - одно из воплощений солнечного начала, были близнецами. В индоевропейской и балтийской мифологии широко распространен мотив ухаживания месяца за солнцем и их свадьбы: после свадьбы месяц покидает солнце, за что ему мстит бог-громовержец и разрубает месяц пополам. В другой мифологии месяц, живший на небе вместе со своей женой-солнцем, пошел на землю посмотреть, как живут люди. На земле за месяцем погналась Хоседэм (злое женское мифологическое существо). Месяц, торопливо возвращающийся к солнцу, только наполовину успело войти в его чум. Солнце схватило его за одну половину, а Хоседэм за другую и начали тянуть его в разные стороны, пока не разорвали пополам. Солнце пыталось потом оживить месяц, оставшийся без левой половины и тем самым без сердца, пробовало сделать ему сердце из угля, качало его в колыбели (шаманский способ воскрешения человека), но все было тщетно. Тогда солнце повелело месяцу, чтобы он светил ночью оставшейся у него половиной. В армянской мифологии Лусин («луна») - молодой юноша попросил у матери, державшей тесто, булочку. Рассерженная мать дала пощечину Лусину, от которой он взлетел на небо. До сих пор на его лице видны следы теста. По народным поверьям, фазы луны связаны с циклами жизни царя Лусина: новолуние - с его юностью, полнолуние - со зрелостью; когда луна убывает и появляется полумесяц, наступает старость Лусина, который затем уходит в рай (умирает). Из рая он возвращается возрожденным.

Известны также мифы о происхождении луны из частей тела (чаще всего из левого и правого глаза). У большинства народов мира есть особые Лунные мифы, объясняющие возникновение пятен на луне, чаще всего тем, что там находится особый человек («лунный человек» или «лунная женщина»). Божеству луны многие народы придают особое значение, считая, что оно дает необходимые элементы для всего живого.

Во многих традициях (в частности, греческой) Луна покровительствует магии, колдовству, гаданиям.

2 . Происхождение Л уны

Существуют несколько теорий, объясняющих формирование Луны. Одной из первых теорий, которая объясняет процесс формирования Луны, была теория Дж. Дарвина о том, что Луна была сформирована в результате действия центробежных сил на этапе формирования Земли. В результате действия этих сил часть земной коры была отброшена в открытый космос. Из этой части и сформировалась Луна. По причине того, что, как полагают ученые, за всю историю Земли, наша планета никогда не обладала достаточной скоростью вращения для подтверждения этой теории, такая точка зрения на процесс формирования Луны считается на данный момент устаревшей. Другая теория, разработанная немецким ученым К. Вейцзеккером, шведским ученым Х. Альфвеном и американским ученым Г. Юри, предполагает, что Луна сформировалась отдельно от Земли, а впоследствии была просто захвачена гравитационным полем Земли. Вероятность такого события весьма мала, и, кроме того, в этом случае следовало бы ожидать большего различия земных и лунных пород.

Третья теория, сформулированная советскими учеными - О.Ю. Шмидтом и его последователями, объясняет, что и Земля и Луна были сформированы из единого протопланетного облака и процесс их формирования проходил одновременно. Вероятность такого события весьма мала, и, кроме того, в этом случае следовало бы ожидать большего различия земных и лунных пород.

Хотя вышеприведенные три теории формирования Луны и объясняют ее происхождение, но все они содержат те или иные противоречия. Главенствующей теорией формирования Луны, на сегодняшний день, является теория гигантского столкновения прото-Земли с небесным телом размером с планету Марс. При этом более легкие вещества наружных слоев Земли должны были бы оторваться от нее и разлететься в пространстве, образовав вокруг Земли кольцо из обломков, в то время как ядро Земли, состоящее из железа, сохранилось бы в целости. В конце концов, это кольцо из обломков слиплось, образовав Луну. Теория гигантского столкновения объясняет, почему Земля содержит большое количество железа, а на Луне его почти нет. Кроме того, из вещества, которое должно было превратиться в Луну, в результате этого столкновения выделилось много различных газов - в частности кислород.

Рис. 1. - Столкновение Земли с объектом размером с Марс и

образование Луны

3 . Внутреннее строение Л уны

Плотность Луны несильно изменяется с глубиной, т.е. в отличие от Земли нет большой концентрации масс в центре.

Луна состоит из коры, которая сложена изверженными кристаллическими горными породами - базальтами, верхней мантии, средней мантии, нижней мантии (астеносферы) и ядра. Такая структура, как полагают, сформировалась сразу после формирования Луны - 4.5 миллиарда лет назад. Толщина лунной коры составляет, как полагают, 50 км. Толщина верхней мантии около 250 км, а средней примерно 500 км, и ее граница с нижней мантией расположена на глубине около 1000 км. В толщине лунной мантии случаются луннотрясения, но в отличие от землетрясений, которые вызываются движением тектонических плит, лунотрясения вызваны приливными силами Земли. В глубине находится горячее ядро, отчасти расплавленное. Однако, в отличие от ядра Земли, оно почти не содержит железа, поэтому у Луны нет магнитного поля.

4 . Поверхность Луны

Атмосфера нашего спутника сильно разряжена. Одним из источников лунной атмосферы являются газы которые выделяются из лунной коры, к таким газам относится газ радон. Другим источником газов в атмосфере Луны являются газы выделяющиеся при бомбардировке поверхности Луны микрометеоритами и солнечным ветром. Из-за слабого магнитного и гравитационного поля Луны почти все газы из атмосферы улетучиваются в открытый космос. Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до + 110 о С, а ночью остывает до -120° С, однако, как показали радионаблюдения, эти огромные колебания температуры проникают вглубь лишь на несколько дециметров вследствие чрезвычайно слабой теплопроводности поверхностных слоев. По той же причине и во время полных лунных затмений нагретая поверхность быстро охлаждается, хотя некоторые места дольше сохраняют тепло, вероятно, вследствие большой теплоемкости (так называемые “горячие пятна”). Небо над Луной всегда черное, даже среди дня, потому что для рассеивания солнечного света и образования голубого неба, как на Земле, необходим воздух, который там отсутствует. Звуковые волны в вакууме не распространяются, так что на Луне царит полная тишина.

Весь лунный шар покрыт рыхлым слоем раздробленных горных пород. Этот слой назван реголитом. Реголит образовался в результате метеоритной бомбардировки лунной поверхности. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта. По толщине слой реголита варьируется от 3 метров в районах лунных «океанов» до 20 м. на лунных плато. На лунную поверхность также оказывают влияние солнечная и галактическая корпускулярная радиация, а также солнечное электромагнитное излучение. По современным представлениям Луна находится свыше 2-3 млрд. лет в тектоническом покое и, по-видимому, нет активных внутренних факторов, которые могли бы существенно влиять на условия формирования и существования реголита. Поэтому равномерное действие на поверхность внешних факторов обусловило похожее строение и структуру реголита по всему лунному шару и в целом усреднило физико-механические характеристики лунного грунта. Это подтверждено прямыми экспериментами, проведенными на поверхности Луны. По своим гранулометрическим и морфологическим характеристикам лунный реголит не имеет аналогов среди природных земных образований, как правило, существенно более однородных. Реголит на 50-70% состоит из тонкого пылевидного вещества, а его более крупные частицы представлены фрагментами местных магматических пород (базальты, габбро, долериты, анортозиты, нориты, троктолиты) и частицами, образовавшимися при ударной метеоритной переработке лунной поверхности (брекчии, шлаки, агглютинаты, стекла). Лунные породы обеднены железом, водой и летучими компонентами, а вследствие воздействия солнечного ветра реголит насыщен нейтральными газами. По радиоизотопам было установлено, что некоторые обломки на поверхности реголита находились на одном и том же месте десятки и сотни миллионов лет.

5 . Рельеф л ун н ой поверхности

Поверхность Луны можно условно разделить на типы: старая горная местность с большим количеством вулканов и относительно гладкие и молодые лунные моря. Главной особенностью обратной стороны Луны является её материковый характер.

Темные участки поверхности, которые мы можем видеть с Земли на поверхности Луны, мы называем «океанами» и «морями». Такие названия пришли из древности, когда древние астрономы думали, что Луна имеет моря и океаны, также как и Земля. На самом деле эти темные участки поверхности Луны сформировались в результате извержений вулканов и они заполнены базальтом, который темнее, чем окружающие его породы. Основные Лунные моря сосредоточены в пределах видимого полушария, крупнейшее из них - Океан Бурь. К нему примыкают Море Дождей с северо-востока, Море Влажности и Море Облаков с юга. В восточной половине видимого с Земли диска протянулись цепочкой с северо-запада на юго-восток Море Ясности, Море Спокойствия и Море Изобилия. К этой цепочке с юга примыкает Море Нектара, а с северо-востока - Море Кризисов. Сравнительно небольшие по размерам моря расположены на границе видимого и обратного полушарий - Море Восточное, Море Краевое, Море Смита и Море Южное. На обратной стороне Луны существует лишь одно значительное образование морского типа - Море Москвы. На поверхности лунных морей при определенных условиях освещения заметны извилистые возвышения, называемые валами. Высота этих преимущественно пологих возвышенностей не превышает 100-300 метров, однако протяженность может достигать сотен километров. Вероятной теорией их образования считается их возникновение при застывании лавовых морей за счет сжатия. На лунной поверхности несколько небольших образований морского типа, относительно обособленных от крупных формаций, носят название «озер». Образования, граничащие с морями и вдающиеся в материковые области, называются «заливами». Моря отличаются от материковых областей низкой отражательной способностью вещества их поверхности, более пологими формами рельефа и меньшим числом крупных кратеров на единицу площади, - в среднем в пересчете на единицу площади число кратеров на материковой поверхности в 30 раз превышает число кратеров в морях. К элементам рельефа относятся и лунные горы. Они представлены горными хребтами, окаймляющими берега большинства морей, а также многочисленными кольцевыми горами, называемыми кратерами. Отдельные пики и небольшие горные хребты, находящиеся на поверхности некоторых лунных морей, вероятно в большинстве случаев являются полуразрушенными бортами кратеров. Примечательно, что на Луне, в отличие от Земли почти отсутствуют линейные горные цепи, как то например Гималаи, Анды и Кордильеры на Земле.

Кратерность - самая характерная особенность лунного рельефа. Существует порядка полумиллиона кратеров размером более 1 км. Из-за отсутствия на Луне атмосферы, воды и значительных геологических процессов лунные кратеры фактически не подвергались изменениям и даже древние кратеры сохранились на ее поверхности. Самые крупные лунные кратеры находятся на обратной стороне Луны, например кратер Королев, Менделеев, Гершпрунг и многие другие. В сравнении с ними кратер Коперник диаметром 90 км, находящийся на видимой стороне Луны кажется очень небольшим. Также на границе видимой стороны Луны находятся гигантские кратеры, такие как Струве диаметром 255 км и Дарвин диаметром 200 км.

Ныне на картах Луны зафиксировано более 35 000 крупных и около 200 000 мелких деталей.

В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты термической истории Луны показывают, что вскоре после её 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 поперечником во много десятков, а возможно и до нескольких сотен километров. 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 Н.А. Козыревым.

6 . Возраст Луны

Изучая радиоактивные вещества, содержащиеся в лунных породах, ученые сумели вычислить возраст Луны. Например, уран медленно превращается в свинец. В кусочке урана-238 половина атомов превращается в атомы свинца за 4,5 млрд. лет. Таким образом, измерив пропорцию урана и свинца, содержащихся в породе, можно вычислить ее возраст: чем больше свинца, тем она старше. Камни на Луне стали твердыми около 4,4 млрд. лет назад. Луна сформировалась, по-видимому, незадолго до этого; ее наиболее вероятный возраст - около 4,65 млрд. лет. Это согласуется с возрастом метеоритов, а также с оценками возраста Солнца.

7 . Фазы Луны

луна кора рельеф поверхность фаза

Фазы Луны возникают вследствие изменения взаимного расположения Земли, Луны и Солнца.

Видимый край диска Луны называется лимбом. Линия, разделяющая освещенную и неосвещенную Солнцем части диска Луны, называется терминатором. Отношение площади освещенной части видимого диска Луны ко всей его площади называется фазой Луны. Различают четыре основных фазы Луны: новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть. Когда Луна находится между Солнцем и Землей, ее обращенная к Земле сторона темна и поэтому почти невидима. Этот момент называют новолунием, поскольку, начиная с него, Луна как будто рождается и становится видимой все больше и больше. Пройдя четверть своей орбиты, Луна демонстрирует освещенную половину диска; при этом говорят, что она находится в первой четверти. При прохождении половины орбиты у Луны становится видимой вся обращенная к Земле сторона - она вступает в фазу полнолуния. Земля тоже проходит через разные фазы, если смотреть на нее с Луны. Промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны называется синодическим месяцем, его продолжительность 29,53 суток. Сидерический же месяц, т.е. время, за которое Луна делает один оборот вокруг Земли относительно звезд, составляет 27,3 суток.

8 . Движение Луны

Видимое движение Луны на фоне звезд есть следствие действительного движения Луны вокруг Земли. Луна в течение звездного месяца перемещается среди звезд всегда в одну и ту же сторону - с запада на восток, или прямым движением. Видимый путь Луны на небе - незамыкающаяся кривая, постоянно меняющая свое положение среди звезд зодиакальных созвездий. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида, характеризуемого фазой Луны.

Основное влияние на движение Луны оказывает Земля, хотя и значительно более удаленное Солнце на него тоже влияет. Поэтому объяснение движения Луны становится одной из сложнейших проблем небесной механики. Первая приемлемая теория была предложена Исааком Ньютоном в его Началах (1687 г.), 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 20 веке пользуются теорией американского математика Дж. Хилла, на основе которой американский астроном Э. Браун вычислил (1919 г.) математические, ряды и составил таблицы, содержащие широту, долготу и параллакс Луны. Реальное движение Луны довольно сложно, при его расчёте необходимо учитывать множество факторов, например сплюснутость Земли и сильное влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля.

Луна движется вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по приблизительно эллиптической орбите в том же направлении, в котором движется подавляющее большинство других тел Солнечной системы, то есть против часовой стрелки, если смотреть на орбиту Луны со стороны Северного полюса мира. Большая полуось орбиты Луны, равная среднему расстоянию между центрами Земли и Луны, составляет 384 400 км (приблизительно 60 земных радиусов). Вследствие эллиптичности орбиты и возмущений расстояние до Луны колеблется между 356 400 и 406 800 км.

Период обращения Луны вокруг Земли, так называемый сидерический месяц равен 27,3 суток, но подвержен небольшим колебаниям и очень малому вековому сокращению. Луна вращается вокруг оси, наклоненной к плоскости эклиптики под углом 88°28", с периодом, точно равным сидерическому месяцу, вследствие чего она повернута к Земле всегда одной и той же стороной.

9 . Лунные затмения

Во время полного лунного затмения Луна полностью уходит в тень Земли. Полная фаза лунного затмения продолжается гораздо дольше, нежели полная фаза солнечного затмения. Форма края земной тени при лунных затмениях послужила древнегреческому философу и ученому Аристотелю одним из веских доказательств шарообразности Земли. Философы Древней Греции подсчитали, что Земля примерно втрое больше Луны, просто исходя из продолжительности затмений (точная величина этого коэффициента 3,66).Луна в момент полного лунного затмения в действительности лишается солнечного света, поэтому полное лунное затмение видно из любой точки полушария Земли. Затмение начинается и заканчивается одновременно для всех географических точек. Однако местное время этого явления будет разное. Так как Луна движется с запада на восток, то первым входит в земную тень левый край Луны. Затмение может быть полным или частным в зависимости от того, входит Луна в земную тень полностью или проходит вблизи ее края. Чем ближе к лунному узлу происходит лунное затмение, тем больше его фаза. Наконец, когда диск Луны накрывает не тень, а полутень, случаются полутеневые затмения. Невооруженным глазом заметить их трудно. Во время затмения Луна прячется в тень Земли и, казалось бы, каждый раз должна исчезать из виду, т.к. Земля непрозрачна. Однако земная атмосфера рассеивает солнечные лучи, которые попадают на затмевающуюся поверхность Луны «в обход» Земли. Красноватый цвет диска обусловлен тем, что сквозь атмосферу лучше всего проходят красные и оранжевые лучи. Каждое лунное затмение различно по распределению яркости и цвета в земной тени. Цвет затмившейся Луны часто оценивается по специальной шкале, предложенной французским астрономом Андре Данжоном:

0 баллов - затмение очень темное, в середине затмения Луна почти или совсем не видна.

1 балл - затмение темное, серое, детали поверхности Луны совершенно не видны.

2 балла - затмение темно-красное или рыжеватое, около центра тени наблюдается более темная часть.

3 балла - затмение красно-кирпичного цвета, тень окружена сероватой или желтоватой каймой.

4 балла - затмение медно-красного цвета, очень яркое, внешняя зона светлая, голубоватая.

Если бы плоскость орбиты Луны совпадала бы с плоскостью эклиптики, то лунные затмения повторялись бы каждый месяц. Но угол между этими плоскостями составляет 5° и Луна дважды в месяц лишь пересекает эклиптику в двух точках, называемых узлами лунной орбиты. Об этих узлах знали еще древние астрономы, называя их Головой и Хвостом Дракона (Раху и Кету). Для того, чтобы произошло лунное затмение, Луна в полнолуние должна находится вблизи узла своей орбиты. За год обычно происходит 1-2 лунных затмения. В некоторые годы их может не быть вовсе, а иногда происходит и третье. В редчайших случаях бывает и четвертое затмение, но лишь частное полутеневое.

1 0 . История исследования Луны

Исследования Луны с помощью космических аппаратов начались 14 сентября 1959 года со столкновения автоматической станции Луна-2 с поверхностью нашего спутника. До этого момента единственным методом исследования Луны были наблюдения за Луной. Изобретение Галилеем телескопа в 1609 году было большим этапом в астрономии в частности в наблюдениях за Луной. Сам Галилей использовал свой телескоп для исследования гор и кратеров на лунной поверхности.

С началом космической гонки между СССР и США в ходе холодной войны Луна была в центре космических программ, как СССР, так и США. С точки зрения США, высадка человека на Луну в 1969 году была кульминацией лунной гонки. С другой стороны, многие значительные научные вехи были пройдены Советским Союзом раньше США. Для примера, первые фотографии обратной стороны Луны были получены советским спутником в 1959 году.

Первым рукотворным объектом, достигшим Луны, была советская станция Луна-2. Обратная сторона Луны была сфотографирована станцией Луна-3 7 октября 1959 года. После этих и других достижений СССР в освоении космоса президент США Джон Кеннеди сформулировал основную задачу США в космосе, как высадку на Луну.

Несмотря на все усилия США, Советский Союз еще долгое время оставался лидером в исследованиях Луны. Станция Луна-9 первая совершила мягкую посадку на поверхность нашего естественного спутника. После посадки Луна-9 передала первые фотографии поверхности Луны. В результате посадки Луны-9 было доказана возможность безопасной посадки на Луну. Это было особенно важно поскольку до этого момента считалось, что поверхность Луны состоит из слоя пыли, который может составлять в толщину несколько метров и любой объект просто бы «утонул» в этом слое пыли. Первым искусственным спутником Луны также была советская станция Луна-10, запущенная 31 марта 1966 года.

Американская программа по пилотированному исследованию Луны называлась "Аполлон". Первый практический результат она принесла 24 декабря 1968 года с облета космическим кораблем Аполлон-8 Луны. Человечество впервые ступило на поверхность Луны 20 июля 1969 года. Первым человеком оставившим свой след на Луне был Нейл Армстронг командир корабля Аполлон-11. Первым автоматическим роботом на поверхности Луны стал советский Луноход-1, который прилунился 17 ноября 1970 года. Последний человек побывал на Луне в 1972 году.

Образцы лунной породы были доставлены на Землю в рамках советской программы "Луна" автоматическими станциями Луна-16, 20 и 24. Также образцы лунной породы были доставлены на Землю астронавтами миссии "Аполлон".

С середины 1960-х годов до середины 1970-х 65 рукотворных объектов достигли поверхности Луны. Но после станции Луна-26 исследования Луны фактически прекратились. Советский Союз переключил свои исследования на Венеру, а США на Марс.

XXI век: 9 октября 2009 космический аппарат LCROSS и разгонный блок «Центавр» совершили запланированное падение на поверхность Луны в кратер Кабеус, расположенный примерно в 100 км от южного полюса Луны, а потому постоянно находящийся в глубокой тени. 13 ноября НАСА сообщило о том, что с помощью этого эксперимента на Луне обнаружена вода.

Не исключено, что на Луне может находиться не только серебро, ртуть и спирты, но и прочие химические элементы и соединения. Водяной лед, молекулярный водород, найденные благодаря миссии LCROSS и LRO в лунном кратере Кабеус указывают на то, что на Луне действительно есть ресурсы, которые могут быть использованы в будущих миссиях.

Заключение

Луна могла бы стать прекрасной площадкой для проведения самых сложных наблюдений по всем разделам астрономии. Поэтому астрономы, скорее всего, станут первыми учеными, которые вернутся на Луну. Луна могла бы стать базовой станцией для исследований космоса за пределами ее орбиты. Благодаря небольшой силе лунного тяготения, запуск огромной космической станции с Луны был бы в 20 раз дешевле и легче, чем Земли. Вода и газы, пригодные для дыхания могли бы производиться на Луне, поскольку в лунных породах содержится водород и кислород. Богатые запасы алюминия, железа и кремния явились бы источником строительных материалов.

Лунная база была бы очень важна для дальнейших поисков ценного сырья, имеющегося на Луне, для решения различных инженерных задач и для космических исследований, проводимых в условиях Луны.

Во многих отношениях Луна была бы идеальным местом для обсерватории. Для проведения наблюдений за пределами атмосферы сейчас используются телескопы, летающие по орбите вокруг Земли, такие, как космический телескоп «Хаббл»; но телескопы на Луне намного превосходили бы их во всех отношениях. Приборы, находящиеся на обратной стороне Луны, защищены от отраженного Землей света, а медленное вращение Луны вокруг оси означает, что лунные ночи длятся в течение 14 наших суток. Это позволило бы астрономам вести непрерывные наблюдения какой-либо звезды или галактики значительно дольше, чем это возможно сейчас.

Загрязнение природной среды на Земле делает все более трудным наблюдение неба. Свет, исходящий от больших городов, дым и вулканические извержения загрязняют небо, а телевизионные станции создают помехи для радиоастрономии. К тому же с Земли нельзя производить наблюдения инфракрасного, ультрафиолетового и рентгеновского излучений. Следующим важным шагом в изучении Вселенной могло бы быть создание научного поселения на Луне.

Список используемой литературы

1.Галкин И.Н., Шварев В.В. "Строение Луны" - М., "Знание", 1977.

2. Зигель Ф.Ю. "Лунные горизонты" - М., "Просвещение", 1976.

3. Открытая астрономия - М., "Физикон", 1999-2005.

4. http://full-moon.ru/

5. http://www.geokhi.ru/

6. http://www.krugosvet.ru/

7. http://ru.wikipedia.org/

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Особенности вида Земли с Луны. Причины возникновения кратеров (районов с неровным ландшафтом и горными хребтами) на поверхности Луны - падения метеоритов и вулканические извержения. Функция советских автоматических станций "Луна–16", "Луна–20", "Луна–24".

презентация , добавлен 15.09.2010

Гипотеза о возникновении Луны – естественного спутника Земли, краткая история ее исследования, основные физические данные о ней. Связь фаз Луны с её положением относительно Солнца и Земли. Лунные кратера, моря и океаны. Внутреннее строение спутника.

презентация , добавлен 07.12.2011

Гипотеза гигантского столкновения Земли с Тейей. Движение Луны вокруг Земли со средней скоростью 1,02 км/сек по приблизительно эллиптической орбите. Продолжительность полной смены фаз. Внутреннее строение Луны, приливы и отливы, причины землетрясений.

отчет по практике , добавлен 16.04.2015

Исследования естественного спутника Земли - Луны: докосмический этап, изучение автоматами и людьми. путешествия от Жуля Верна, физиков и астрономов до аппаратов серий "Луна", "Сервейер". Исследования роботов-луноходов, высадка людей. Магнитная аномалия.

дипломная работа , добавлен 14.07.2008

Луна - космический спутник Земли, строение: кора, мантии (астеносферы), ядро. Минералогический состав лунных пород; атмосфера, гравитационное поле. Характеристика поверхности Луны, особенности и происхождение грунта; сейсмические методы исследования.

презентация , добавлен 25.09.2011

Характеристика Луны с точки зрения единственного естественного спутника Земли, второго по яркости объекта на земном небосводе. Сущность полнолуния, затмения, либрации, геологии Луны. Лунные моря как обширные, залитые некогда базальтовой лавой низины.

презентация , добавлен 20.11.2011

Сущность видимого движения Луны. Солнечные и лунные затмения. Ближайшее к Земле небесное тело и её естественный спутник. Характеристика поверхности Луны, происхождение грунта и сейсмические методы исследования. Взаимосвязь между Луной и приливами.

презентация , добавлен 13.11.2013

Каковы размеры Луны. Как человек изучал Луну. Почему мы видим Луну в разных формах. Как происходит лунное затмение. Наблюдения фаз Луны, ее влияние на рост растений, на самочувствие человека, на успешность обучения. Реакция учителей на фазы Луны.

реферат , добавлен 10.03.2013

Луна как единственный спутник Земли, очень важный объект сравнительно-планетологических исследований, анализ структуры. Рассмотрение основных особенностей образования форм лунного рельефа. Знакомство с телевизионным изображением лунной поверхности.

дипломная работа , добавлен 09.04.2014

Составление трехмерных карт поверхности Луны по программе NASA World Wind. Этапы поиска воды на естественном космическом спутнике Земли, алгоритмы обработки информации. База данных информационной справочной системы номенклатуры лунных образований.

4.3. Рельеф лунной поверхности.

В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчеты термической истории Луны показывают, что вскоре после её 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 поперечником во много десятков, а возможно и до нескольких сотен километров. 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 Н. А. Козыревым.

4.4. Лунный грунт.

Всюду, где совершали посадки космические аппараты, Луна покрыта так называемым реголитом. Это разнозернистый обломочно-пылевой слой толщиной от нескольких метров до нескольких десятков метров. Он возник в результате дробления, перемешивания и спекания лунных пород при падениях метеоритов и микрометеоритов. Вследствие воздействия солнечного ветра реголит насыщен нейтральными газами. Среди обломков реголита найдены частицы метеоритного вещества. По радиоизотопам было установлено, что некоторые обломки на поверхности реголита находились на одном и том же месте десятки и сотни миллионов лет. Среди образцов, доставленных на Землю, встречаются породы двух типов: вулканические (лавы) и породы, возникшие за счет раздробления и расплавления лунных образований при падениях метеоритов. Основная масса вулканических пород сходна с земными базальтами. По-видимому, такими породами сложены все лунные моря.

Кроме того, в лунном грунте встречаются обломки иных пород, сходных с земными и так называемым KREEP - порода, обогащенная калием, редкоземельными элементами и фосфором. Очевидно, эти породы представляют собой обломки вещества лунных материков. “Луна-20” и “Аполлон-16”, совершившие посадки на лунных материках, привезли оттуда породы типа анортозитов. Все типы пород образовались в результате длительной эволюции в недрах Луны. По ряду признаков лунные породы отличаются от земных: в них очень мало воды, мало калия, натрия и других летучих элементов, в некоторых образцах очень много титана и железа. Возраст этих пород, определяемый по соотношениям радиоактивных элементов, равен 3 - 4.5 млрд. лет, что соответствует древнейшим периодам развития Земли.

NEWS (12 сентября 2002). Вот полный текст публикации под названием «У Земли, возможно, появилась новая луна». Астроному-любителю, возможно, удалось обнаружить новый естественный спутник Земли. По мнению специалистов, новая луна могла появиться совсем недавно. По поводу загадочного объекта под номером J002E2 многое пока остается невыясненным. Возможно, он представляет собой каменный обломок, ...

Восходящих к XVI веку. ...И светится Ну а световые вспышки – это, вообще, старая история. Свидетельств об огнях, вспышках и сияниях – тысячи. Джессап, один из первых серьезных исследователей, связавших Луну с НЛО, сообщает, что вспышки света, длящиеся около часа и более, наблюдались в течение всего XIX века. Астроном Гершель (тот, который обнаружил Уран), видел во время полного затмения Луны 150 ...

Моря Дождей, передавал фотопанорамы, выполнял химические анализы грунта. Этот эксперимент значительно обогатил наши знания о естественном спутнике Земли и показал перспективность дальнейшего исследования Луны и планет самоходными аппаратами. На полученных "Луноходом-1" панорамах вырисовываются кратеры нескольких типов. Селенологи расположили кратеры в ряд по степени выраженности – от наиболее...

Ступила нога человека. Фриэк Борман, командир космического корабля "Аполлон-8" говорил: "Полет нам стал возможным благодаря работе тысяч людей. И не только в США. Без первого искусственного спутника Земли и полета Ю. Гагарина, без исследований ученых многих стран полеты к Луне не могли бы состояться… земля действительно очень маленькая планета. Мы в этом воочию убедились, и, земляне, ее жители, ...