Луна

Материал из Altermed Wiki
Перейти к: навигация, поиск

ЛУНА́ — единственный естественный спутник Земли.[1]

Луна как спутник Земли[править | править вики-текст]

Источник статьи: Большая российская энциклопедия[1]

Соотношение размеров и масс Луны и Земли позволяет рассматривать совокупность этих небесных тел скорее как двойную планету, чем как родительскую планету и спутник. Масса Луны (7,35•1022 кг) относится к массе Земли как 1 к 81,3. Аналогичное отношение масс, например, Фобоса и Марса составляет 1/50000000, Ганимеда (крупнейшего в Солнечной системе спутника) и Юпитера – 1/12200. Луна, изначально лишённая атмосферы и гидросферы, сохранила на своей поверхности следы процессов, происходивших в Солнечной системе миллионы и миллиарды лет назад. Поэтому изучение поверхности Луна позволяет делать выводы об эволюции Солнечной системы.

Общая характеристика Луны[править | править вики-текст]

Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите (средний эксцентриситет 0,0549) со средней скоростью 1,023 км/с. Расстояние от Луны до Земли меняется от 356400 км до 406800 км, среднее значение равно 384401± D1 км. Скорость видимого перемещения Луны среди звёзд составляет 13°10´ 35´´ в сутки. Период вращения Луны вокруг своей оси относительно звёзд (сидерический месяц) в точности совпадает с периодом движения Луны по орбите вокруг Земли. Вследствие этого Луна постоянно обращена к Земле одним и тем же полушарием, что позволяет говорить о видимой и обратной сторонах Луны. Равномерное вращение Луны вокруг оси в сочетании с неравномерным движением по орбите (ускорение может достигать 0,272 см/с2) приводит к появлению оптического эффекта либрации по долготе (см. Либрация Луны). При различных сочетаниях взаимного положения наблюдателя, Луны и Солнца наблюдатель видит освещённой только часть лунного диска – определённую фазу Луны. Период смены фаз (от новолуния до следующего новолуния) носит название синодического месяца. Вследствие эллиптичности лунной орбиты продолжительность синодического месяца может меняться от 29,25 сут до 29,83 сут. Лунная орбита наклонена к плоскости эклиптики под углом 5°9´. Наклонение лунного экватора к эклиптике составляет 1°32´ . Такое сочетание наклонений приводит к оптической либрации по широте. Диаметр Луны составляет 3476 км (0,27 земного диаметра). Площадь поверхности Луны равна 3,8•107 км2. Средняя плотность вещества Луны составляет 3340 кг/м3 (0,61 средней плотности Земли). Первая космическая скорость для Луны равна 1,68 км/с, вторая космическая скорость – 2,375 км/с.

Происхождение и эволюция Луны[править | править вики-текст]

Существует ряд гипотез о происхождении Луны. Наиболее распространённой на начале 21 века является модель гигантского удара. Согласно этой модели, тело размером примерно с Марс, двигаясь по касательной траектории, столкнулось с Землёй на ранней стадии её развития (но уже после этапа гравитационной дифференциации вещества). В результате удара часть вещества земной коры и верхней мантии была выброшена в виде массивного осколочного облака на околоземную орбиту. В процессе последующей аккреции из этого облака сформировался спутник Земли. Предложена также др. модель, согласно которой Луна, подобно Земле и другим планетам, образовалась из протопланетного облака. Общепринятой теории происхождения Луны на начало 21 века не существует.

В первые миллионы лет Луна, по-видимому, прошла стадию дифференциации вещества, в результате чего сформировались ядро, мантия (возможно, верхняя и нижняя) и кора Луны. Согласно данным начала 21 века, Луна имеет металлическое ядро радиусом от 220 до 450 км. Масса ядра составляет не более 2–4% от общей массы Луны, что укладывается в рамки ударной гипотезы происхождения Луны и служит её косвенным подтверждением. В соответствии с этой моделью на завершающей стадии гравитационной дифференциации вещества лунный шар обладал отвердевшей силикатной корой анортозитового состава (породообразующие минералы – алюмосиликаты), базальтовой расплавленной мантией и, вероятно, жидким металлическим ядром. Кора Луны имела небольшую толщину (60–100 км) и сравнительно легко взламывалась под внешними ударами крупных падающих тел. Впоследствии этот процесс дополнялся взламыванием коры под действием внутреннего давления расплавленной базальтовой лавы верхней мантии, а также вследствие остывания лунных недр, идущего с поверхности. В образцах горных пород Луны, доставленных на Землю космическим аппаратом «Аполлон» (США, 1969–72), был выделен особый кластер ударных брекчий возрастом 3,7–3,9 млрд. лет. Это позволяет предположить, что в тот период поверхность Луны подвергалась интенсивной бомбардировке объектами разной природы, что подтверждается также другими исследованиями. Именно в то время на поверхности Луны появились гигантские круговые впадины ударного происхождения. На последующей стадии эволюции Луны эти впадины поэтапно заполнялись лавовыми потоками из верхней мантии, образуя так называемые лунные моря. В ту же эпоху под действием приливного гравитационного влияния со стороны Земли происходило замедление осевого вращения Луны, что привело в конечном счёте к уравниванию её осевого и орбитального периодов вращения.

Строение поверхности Луны[править | править вики-текст]

Лунный кратер Лемонье (в центре снимка). Снимок сделан с борта КА «Аполлон-17» во время полёта командного модуля по окололунной орбите.
Луна покрыта единым материковым щитом лунной коры, мощность которого в современную эпоху на видимой стороне Луны составляет в среднем 60 км, на обратной стороне – до 100 км. Общая площадь лунных морей – 16,9% поверхности Луны (на видимой стороне – 31,2%, на обратной стороне – 2,6%). Материковый ландшафт (участки вне лунных морей) имеет более светлую окраску пород (средняя отражательная способность 13,45%) и более изрезанный рельеф (за счёт большей концентрации ударных кратеров). Возраст наиболее древних материковых пород достигает 4,3–4,6 млрд. лет. Плотность поверхностных материковых анортозитовых пород составляет 2900 кг/м3. Поверхность лунных морей сложена тёмными базальтовыми породами (средняя отражательная способность 7,30%) и имеет в основном равнинный рельеф. Плотность поверхностных базальтовых пород близка к средней плотности Луны. Средний возраст базальтовых пород, образующих поверхность старых морей (Имбрийская система), достигает 3,7 млрд. лет. Средний возраст базальтов молодых морей (Эратосфеновская система) составляет 3,2 млрд. лет. Поверхностная плотность ударных кратеров в пределах морей существенно меньше, чем на поверхности материков. Процесс выплавления морских базальтовых лав из недр Луны на её поверхность определяет понятие лунного вулканизма. В рельефе эти процессы отразились в виде извилистых русел, по которым протекала лава, наплывов лавовых полей и т. д. Конусные вулканические образования, подобные земным вулканам, на Луне встречаются крайне редко, и их природа окончательно не установлена. Считается, что эпоха лунного вулканизма закончилась около 2,5 млрд. лет назад, когда образовались наиболее молодые моря. В последующий период лунной эволюции поверхность спутника формировали только удары падающих тел различных размеров. Постоянная бомбардировка лунной поверхности частицами, падающими со сверхзвуковыми скоростями (до 25 км/с), приводит к формированию чехла из раздробленных пород, покрывающего всю поверхность Луны. Этот рыхлый слой обломочного материала носит название реголита и достигает в отдельных местах толщины 10 м и более.

Физические поля Луны[править | править вики-текст]

Ускорение силы тяжести у поверхности Луны в 6 раз меньше земного и составляет 1,623 м/с2. Основным методом изучения гравитационного поля Луны является исследование возмущений орбит её искусственных спутников. Эти исследования позволили установить общую асимметрию распределения масс в теле Луны, а также выделить местные концентрации масс (так называемые масконы), расположенные в пределах верхней мантии в области круговых морей видимого полушария Луны.

Температура поверхности Луны в подсолнечной точке составляет около 130 °C, на ночной стороне опускается до –160...–170 °C. Низкая отражательная способность лунного поверхностного слоя приводит к тому, что около 90% падающей на Луну солнечной радиации переходит в теплоту. Поэтому Луна имеет собственное тепловое излучение в ИК-области спектра и частично в радиодиапазоне. Максимум собственного излучения Луны лежит в области длин волн 7 мкм. Максимум отражённого излучения Луны приходится на длину волны 0,6 мкм (максимум распределения энергии в солнечном спектре находится около длины волны 0,47 мкм). Измерения теплового излучения неосвещённой части лунного диска, проводимые в процессе смены фаз или во время лунных затмений, позволяют оценить тепловую инерцию покровного вещества, которая у лунного грунта оказывается на два порядка меньше, чем у земных горных пород. Столь низкое значение тепловой инерции свойственно только сильно измельчённым породам, помещённым в условия высокого вакуума. Измерения яркостной температуры радиоизлучения позволяют определить тепловой режим слоёв, расположенных под поверхностью Луны на глубине нескольких длин волн излучения. В частности, установлено, что на глубине около 1 м температура реголита не претерпевает существенных изменений в течение лунных суток. Этот вывод был подтверждён при бурении грунта экипажами космических аппаратов «Аполлон».

Многочисленные магнитометрические исследования (орбитальная магнитная съёмка и измерения непосредственно на поверхности Луны) установили отсутствие у Луны собственного магнитного поля. В то же время в некоторых районах лунной поверхности зафиксированы местные магнитные аномалии. В районах лунных морей видимого полушария величина магнитной индукции у поверхности колеблется от 0,1 до нескольких нТл. Наиболее значительны магнитные аномалии обнаружены на обратной стороне Луны, где магнитная индукция в некоторых местах достигает свыше 300 нТл. Исследования остаточной намагниченности образцов лунных пород, доставленных на Землю, позволяют предположить, что заметное магнитное поле могло существовать у Луны 3,6–3,8 млрд. лет назад. Природа возникновения лунного палеомагнетизма и наблюдаемых в современную эпоху магнитных аномалий пока не установлена.

Взаимодействие Луны с окружающей средой[править | править вики-текст]

Космические лучи по-разному воздействуют на поверхности Луны и Земли, так как Луна практически лишена атмосферы и магнитного поля. Ионы солнечного ветра из-за своей малой энергии способны проникать лишь в очень тонкий (не более 1 мкм) верхний слой лунного вещества. Но за время существования Луны (более 4 млрд. лет) общее число достигших её частиц может быть, по некоторым оценкам, эквивалентно поверхностному слою лунного вещества толщиной до 10 м. Плотность потока солнечного ветра у Луны обычно принимается равной (1–8)•108 частиц•см –2 •с –1. Значительная часть этих частиц в конце концов покидает лунную поверхность. Тем не менее считается, что именно солнечный ветер служит источником таких редких для Луны химических элементов, как водород, гелий, углерод, азот и др. Содержание водорода в поверхностном слое реголита составляет 50–100 мкг/г, содержание изотопа 3Не в среднем не превышает 4–8 нг/г. Электроны с энергией 0,5–1,0 МэВ, покидающие Солнце при солнечной вспышке, достигают окрестностей Луны за время от 10 мин до 10 ч, протоны с энергией 20–80 МэВ – за время от нескольких часов до 10 часов. Большей частью солнечных космических лучей не проникает в лунное вещество глубже, чем на несколько сантиметров. Многие образцы лунных пород, доставленные на Землю, сохранили следы частиц солнечных космических лучей, по которым можно судить об интенсивности солнечного ветра в прошлом (за период около 107 лет), а также определять экспозиционный возраст самих лунных пород. Тяжёлые ядра галактических космических лучей обычно не проникают в лунные породы на глубину более 10 см. Несмотря на то, что эти частицы вызывают ядерные реакции в лунном веществе и индуцируют явления каскадного типа, наличия слоя вещества в несколько граммов на квадратный сантиметр достаточно для полного затухания этих процессов. Напротив, лёгкие ядра в составе галактических космических лучей (протоны и альфа-частицы) могут глубоко проникать в лунный грунт и инициировать каскады вторичных частиц, распространяющиеся на несколько метров вокруг. Число вторичных частиц, как правило, в несколько раз превышает первичный поток. Например, поток первичных частиц галактических космических лучей плотностью 2 частицы•см –2 •с –1 может индуцировать вторичный поток нейтронов плотностью около 13 частиц•см –2 •с –1.

Одним из процессов, сопровождающих бомбардировку лунного покровного вещества частицами галактических космических лучей, является «выбивание» гамма-частиц и нейтронов, которые создают поток излучения от Луны. Энергетических спектр этого потока указывает на химических состав исходного вещества. Таким образом дистанционно (с помощью орбитальных КА) было определено содержание в лунных породах таких элементов, как торий, титан, железо, магний, калий и др.

При практически полном отсутствии у Луны газовой оболочки даже самые малые метеороидные частицы достигают лунной поверхности, вызывая интенсивную эрозию поверхностных слоёв. Расчётные значения скоростей падения на лунную поверхность таких частиц составляют 13–18 км/с. Общий поток падающих на Луну твёрдых тел оценивался величиной 4•10 –19 кг•см –2 •с –1 при учёте объектов с массой от 10–19 кг до 1015 кг. Однако результаты пассивного сейсмического эксперимента, проведённого на лунной поверхности по программе «Аполлон», дали другую оценку потока метеоритного вещества, реально выпадающего на Луну. Зарегистрированный поток оказался в 10–1000 раз меньше прогнозируемого по наземным наблюдениям. Такое расхождение объясняют предполагаемым присутствием в приповерхностном окололунном пространстве рассеянного мелкодисперсного вещества – своеобразной «аэрозольной составляющей» лунной экзосферы. Отдельные наблюдения избыточных свечений лунного неба подтверждают подобные предположения. По данным измерений, проведённых непосредственно на лунной поверхности, плотность потока микрочастиц с массой более 10–16 кг и скоростью падения около 25 км/с составляет 2•10 –8 см–2•с–1. В этом эксперименте был зарегистрирован эффект повышенной концентрации микрочастиц вблизи моментов местного восхода и захода Солнца при восьми полных циклах смены фаз (так называемых лунациях). Количество микрочастиц, зарегистрированных за единицу времени, возрастало почти в 100 раз за время от нескольких часов до 40 ч перед восходом Солнца и в течение 30 ч после восхода. Было установлено, что преимущественное перемещение частиц происходит в направлении от Солнца. Предполагаемый механизм такого горизонтального переноса частиц по лунной поверхности заключается во взаимодействии электростатических зарядов пылинок с электростатическими полями, возникающими на лунной поверхности под воздействием солнечного излучения.

Исследования Луны космическими аппаратами[править | править вики-текст]

XX век[править | править вики-текст]

Современные научные данные о природе Луны получены в основном с помощью космических аппаратов. Начало этим исследованиям положено в 1959 межпланетными автоматическими станциями серии «Луна» (СССР). В том же году получены и переданы на Землю первые в мире изображения обратной стороны Луны (космический аппарат «Луна-3»). Первая в мире мягкая посадка на лунную поверхность осуществлена в 1966 космическим аппаратом «Луна-9». Первая пилотируемая экспедиция на Луну проведена в 1969 экспедицией «Аполлон-11» (США). Исследования Луны с помощью космической техники проводились как дистанционно (с пролётной траектории или окололунной орбиты), так и контактно (с посадкой на лунную поверхность). До начала 21 века на лунной поверхности успешно работали автоматические аппараты серии «Луна» и серии «Сервейор» (США). Из них три космических аппарата («Луна-16», «Луна-20», «Луна-24»; 1970, 1972, 1976) имели в своём составе возвращаемые модули для доставки на Землю образцов лунного грунта. Космические аппараты «Луна-17» и «Луна-21» (1970 и 1973) доставили на лунную поверхность самоходные автоматические аппараты «Луноход-1» и «Луноход-2». По программе «Аполлон» в 1969–1972 Луну посетили 6 экспедиций, в каждой из которых 2 астронавта высаживались на поверхность Луны. Картографическую съёмку Луны с траектории падения на лунную поверхность проводили три космических аппарата серии «Рейнджер» (США, 1964–65), с облётных траекторий – пять космических аппаратов серии «Зонд» (СССР, 1965–70), с окололунной орбиты – пять космических аппаратов серии «Лунар орбитер» (США, 1966–67), четыре космических аппарата серии «Луна» (СССР, 1966–74). В конце 20 века дистанционное зондирование Луны с окололунной орбиты проводилось космическими аппаратами «Клементина» (США, 1994) и «Лунар проспектор» (США, 1998–99)., а также космическими аппаратами «SMART-1» (Small Mission for Advanced Research in Technology; Европейское космическое агентство, 2003–06). К началу 21 века в проведение лунных исследований с помощью искусственных лунных спутников включились Япония, Китай и Индия.

XXI век[править | править вики-текст]

В начале 21 века дистанционное зондирование Луны с окололунной орбиты проводилось космическими аппаратами «SMART-1» (Small Mission for Advanced Research in Technology; Европейское космическое агентство, 2003–06). К началу 21 века в проведение лунных исследований с помощью искусственных лунных спутников включились Япония, Китай и Индия.

Литература статьи Большой российской энциклопедии[править | править вики-текст]

  • Бусарев В. В., Шевченко В. В., Сурдин В. Г. Физические условия вблизи Луны и планет Солнечной системы // Модель космоса / Под ред. М. И. Панасюка. 8-е изд. М., 2007. Т. 1; Путешествия к Луне / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. М., 2009.
  • Шевченко В. В. Луна и ее наблюдение. М., 1983.
  • Шевченко В. В. Современная селенография. М., 1980.
  • Шкуратов Ю. Г. Луна далекая и близкая. Хар., 2006.
  • Lunar Sourcebook / Ed. G. H. Heiken a. o. Camb., 1995.
  • Origin of the Earth and Moon / Ed. R. M. Canup, K. Righter. Tucson, 2000.

Луна в астрологии[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Видео[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]



Астрология
Основные понятия
Элементы (стихии) : ОгоньЗемляВоздухВода • Зодиак
Планеты :
Светила : Солнце • Луна (Лунные узлы, Черная Луна)
Астрологические традиции :
Истоки астрологии : Календарь • Астрология предзнаменований
Методологическое разделы астрологии :
Гороскоп • Хорар • Синастрия
Отрасли астрологии :
Медицинская • Метеорологическая • Мунданная