![]() | ![]() | ![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
БНБ "БСЭ" (95279) -Photogallery -Естественные науки-Математика-Технология
| Луна (спутник Земли)Определение "Луна (спутник Земли)" в Большой Советской Энциклопедии
![]()
Фазы Луны.Не будучи самосветящейся,Луна (спутник Земли) видна только в той части, куда падают солнечные лучи, либо непосредственно, либо отражённые Землёй. Этим объясняются фазы Луны (см.рис.). Каждый месяцЛуна (спутник Земли), двигаясь по орбите, проходит примерно между Солнцем и Землёй и обращена к нам своей тёмной стороной, в это время происходит новолуние. Через один-два дня после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп «молодой»Луна (спутник Земли) Остальная часть лунного диска бывает в это время слабо освещена Землёй, повёрнутой кЛуна (спутник Земли) своим дневным полушарием; это слабое свечениеЛуна (спутник Земли) — так называемыйпепельный свет Луны. Через 7сут Луна (спутник Земли) отходит от Солнца на 90°; наступает первая четверть (см.рис.), когда освещена ровно половина дискаЛуна (спутник Земли) и терминатор, т. е. линия раздела светлой и тёмной стороны, становится прямой — диаметром лунного диска. В последующие дни терминатор становится выпуклым, видЛуна (спутник Земли) приближается к светлому кругу и через 14—15сут наступает полнолуние. Затем западный крайЛуна (спутник Земли) начинает ущербляться; на 22-есут наблюдается последняя четверть, когдаЛуна (спутник Земли) опять видна полукругом, но на сей раз обращенным выпуклостью к востоку. Угловое расстояниеЛуна (спутник Земли) от Солнца уменьшается, она опять становится суживающимся серпом и через 291/2сут вновь наступает новолуние. Промежуток между двумя последовательными новолуниями называется синодическим месяцем, имеющим среднюю продолжительность 29,53059сут. Синодический месяц больше сидерического, так как Земля за это время проходит примерно1/13 своей орбиты иЛуна (спутник Земли), чтобы вновь пройти между Землёй и Солнцем, должна пройти дополнительно ещё1/13 часть своей орбиты, на что тратится немногим более 2сут. Если новолуние случается вблизи одного из узлов лунной орбиты, происходит солнечное затмение, а полнолуние близ узла сопровождается лунным затмением. Легко наблюдаемая смена фазЛуна (спутник Земли) послужила основой для ряда календарных систем (смотриКалендарь). Поверхность Луны довольно тёмная, её альбедо равно 0,073, то есть она отражает в среднем лишь 7,3% световых лучей Солнца. Визуальная звёздная величина полнойЛуна (спутник Земли) на среднем расстоянии равна — 12,7; она посылает в полнолуние на Землю в 465 000 раз меньше света, чем Солнце. В зависимости от фаз, это количество света уменьшается гораздо быстрее, чем площадь освещенной частиЛуна (спутник Земли), так что когдаЛуна (спутник Земли) находится в четверти и мы видим половину её диска светлой, она посылает нам не 50%, а лишь 8% света от полнойЛуна (спутник Земли) Показатель цвета лунного света равен +1,2, то есть он заметно краснее солнечного.Луна (спутник Земли) вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день наЛуна (спутник Земли) длится почти 15суток и столько же продолжается ночь. Не будучи защищена атмосферой, поверхностьЛуна (спутник Земли) нагревается днём до +110° С, а ночью остывает до -120° С, однако, как показали радионаблюдения, эти огромные колебания температуры проникают вглубь лишь на несколькодм 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 теплоёмкости (так называемые «горячие пятна»). Даже невооружённым глазом наЛуна (спутник Земли) видны неправильные темноватые протяжённые 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 Г.Галилей, позволили обнаружить гористое строение поверхностиЛуна (спутник Земли) Выяснилось, что моря — это равнины более тёмного оттенка, чем другие области, иногда называют континентальными (или материковыми), изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму (кратеры). По многолетним наблюдениям были составлены подробные картыЛуна (спутник Земли) Первые такие карты издал в 1647 Я.Гевелий в Данциге (Гданьск). Сохранив термин «моря», он присвоил названия также и главнейшим лунным хребтам — по аналогичным земным образованиям: Апеннины, Кавказ, Альпы. Дж.Риччоли из Феррары в 1651 дал обширным тёмным низменностям фантастические названия: Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее, меньшие примыкающие к морям тёмные области он назвал заливами, например Залив Радуги, а небольшие неправильные пятна — болотами, например Болото Гнили. Отдельные горы, главным образом кольцеобразные, он назвал именами выдающихся учёных: Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другие. Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причём добавлено много новых имён выдающихся людей, учёных более позднего времени. На картах обратной стороныЛуна (спутник Земли), составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутниковЛуна (спутник Земли), появились имена К. Э. Циолковского, С. П. Королева, Ю. А. Гагарина и других. Подробные и точные картыЛуна (спутник Земли) были составлены по телескопическим наблюдениям в 19 веке немецкими астрономами И. Медлером, И. Шмидтом и другими. Карты составлялись в ортографической проекции для средней фазы либрации, то есть примерно такими, какойЛуна (спутник Земли) видна с Земли. В конце 19 века начались фотографические наблюденияЛуна (спутник Земли) В 1896—1910 большой атласЛуна (спутник Земли) был издан французскими астрономами М. Леви и П. Пьюзе по фотографиям, полученным на Парижской обсерватории; позже фотографический альбомЛуна (спутник Земли) издан Ликской обсерваторией в США, а в середине 20 века Дж. Койпер (США) составил несколько детальных атласов фотографийЛуна (спутник Земли), полученных на крупных телескопах разных астрономических обсерваторий. С помощью современных телескопов наЛуна (спутник Земли) можно заметить (но не рассмотреть) кратеры размером около 0,7км и трещины шириной в первые сотни метров. Рельеф лунной поверхности был в основном выяснен в результате многолетних телескопических наблюдений. «Лунные моря», занимающие около 40% видимой поверхностиЛуна (спутник Земли), представляют собой равнинные низменности, пересечённые 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—20кмимеют простую чашевидную форму; более крупные кратеры (до 200км) состоят из округлого вала с крутыми внутренними склонами, имеют сравнительно плоское дно, более углублённое, чем окружающая местность, часто с центральной горкой. Высоты гор над окружающей местностью определяются по длине теней на лунной поверхности или фотометрическим способом. Таким путём были составлены гипсометрические карты масштаба 1 : 1 000 000 на большую часть видимой стороны. Однако абсолютные высоты, расстояния точек поверхностиЛуна (спутник Земли) от центра фигуры или массыЛуна (спутник Земли) определяются очень неуверенно, и основанные на них гипсометрические карты дают лишь общее представление о рельефеЛуна (спутник Земли) Гораздо подробнее и точнее изучен рельеф краевой зоныЛуна (спутник Земли), которая, в зависимости от фазы либрации, ограничивает дискЛуна (спутник Земли) Для этой зоны немецкий учёный Ф. Хайн, советский учёный А. А. Нефедьев, американский учёный Ч. Уотс составили гипсометрические карты, которые используются для учёта неровностей краяЛуна (спутник Земли) при наблюдениях с целью определения координатЛуна (спутник Земли) (такие наблюдения производятся меридианными кругами и по фотографиямЛуна (спутник Земли) на фоне окружающих звёзд, а также по наблюдениям покрытий звёздЛуна (спутник Земли)). Микрометрическими измерениями определены по отношению к лунному экватору и среднему меридиануЛуна (спутник Земли) селенографические (от греческого selene — Луна) координаты нескольких основных опорных точек, которые служат для привязки большого числа других точек поверхностиЛуна (спутник Земли) Основной исходной точкой при этом является небольшой правильной формы и хорошо видимый близ центра лунного диска кратер Мёстинг А. Структура поверхностиЛуна (спутник Земли) 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 чётких 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 учёный 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 значительной часть поверхностиЛуна (спутник Земли) 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 сотни млн. лет, а основная масса крупных кратеров возникла в «доморской» период, 3—4 млрд. лет назад. В образовании форм лунного рельефа принимали участие как внутренние силы, так и внешние воздействия. Расчёты термической историиЛуна (спутник Земли) 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 поверхностьЛуна (спутник Земли) 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 сотенкм.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, посколькуЛуна (спутник Земли) израсходовала много тепловой энергии, а радиоактивные элементы были вынесены во внешние слоиЛуна (спутник Земли) Об остаточном вулканизме свидетельствуют истечения углеродосодержащих газов в лунных кратерах, спектрограммы которых были впервые получены советским астрономом Н. А. Козыревым. Происхождение Луныокончательно ещё не установлено. Наиболее разработаны три разные гипотезы. В конце 19 века Дж.Дарвин выдвинул гипотезу, согласно которойЛуна (спутник Земли) и Земля первоначально составляли одну общую расплавленную массу, скорость вращения которой увеличивалась по мере её остывания и сжатия; в результате эта масса разорвалась на две части: большую — Землю и меньшую —Луна (спутник Земли) Эта гипотеза объясняет малую плотностьЛуна (спутник Земли), образованной из внешних слоев первоначальной массы. Однако она встречает серьёзные возражения с точки зрения механизма подобного процесса; кроме того, между породами земной оболочки и лунными породами есть существенные геохимические различия. Гипотеза захвата, разработанная немецким учёным К. Вейцзеккером, шведским учёным Х. Альфвеном и американским учёным Г. Юри, предполагает, чтоЛуна (спутник Земли) 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, разрабатывавшейся советским учёными — О. Ю. Шмидтом и его последователями в середине 20 века,Луна (спутник Земли) и Земля образовались одновременно путём объединения и уплотнения большого роя мелких частиц. НоЛуна (спутник Земли) в целом имеет меньшую плотность, чем Земля, поэтому вещество протопланетного облака должно было разделиться с концентрацией тяжёлых 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 образоваласьЛуна (спутник Земли) Последняя гипотеза на современном уровне знаний (70-е годы 20 века) представляется наиболее предпочтительной. Новый этап исследования Луны начался с запуском кЛуна (спутник Земли) первых автоматических межпланетных станций (АМС). Исследования ведутся в СССР при помощи АМС«Луна» (к сентябрю 1973 запущена 21 АМС) и«Зонд», в США выполнены программы«Рейнджер»,«Лунар Орбитер»,«Сервейер» и «Аполлон» (о первых 13 запусках смотри статью«Аполлон», о 14—17-м смотри в таблице при статьеКосмонавтика). В начале 1959 в СССР АМС «Луна-1» была впервые сообщена вторая космическая скорость и таким образом была создана первая искусственная планета. АМС «Луна-2» доставила 14 сентября 1959 наЛуна (спутник Земли) вымпел с изображением Государственного герба СССР, а 7 октября 1959 АМС «Луна-3», пролетев на расстоянии около 65 000км отЛуна (спутник Земли), впервые сфотографировала около1/3 обратной её стороны. Переданные с помощью телевидения изображения позволили составить первый атлас обратной стороныЛуна (спутник Земли) 20 июля 1965 АМС «Зонд-3» доставила значительно более чёткие изображения почти всей остальной части обратной стороныЛуна (спутник Земли), которая отличается от видимой почти полным отсутствием морей, за редкими исключениями (например, Море Москвы). Почти вся поверхность гориста и покрыта кратерами различных размеров. На обратной сторонеЛуна (спутник Земли) были обнаружены цепочки кратеров длиной до нескольких сотен километров. В результате исследований фотографий обратной стороныЛуна (спутник Земли), снятых АМС «Луна-3» и «Зонд-3», в СССР был выпущен «Атлас обратной стороны Луны» с каталогом около 4000 впервые обнаруженных образований. В 1966 — 1967 по материалам этого «Атласа» и снимкам видимой с Земли поверхности Луны в СССР были составлены и опубликованы первая в мире полная картаЛуна (спутник Земли) (см.рис.) и полный глобусЛуна (спутник Земли); в 1968 выпущен атлас из 7 карт экваториальной зоны видимого полушарияЛуна (спутник Земли) Американская АМС «Рейнджер-7», запущенная 28 июля 1964 наЛуна (спутник Земли), передала около 200 фотографий с расстояний от 1800 до 0,3км; на снимках видно, что кратеры размерами от видимых с Земли до 1—2м в диаметре встречаются и на кажущейся гладкой поверхности морей. АМС «Луна-9», запущенная 31 января 1966, впервые совершила 3 февраля 1966 мягкую посадку наЛуна (спутник Земли) С её помощью была передана на Землю панорама окружающей местности. На поверхности мелкозернистого строения были видны отдельные камни или комья, вероятно, выброшенные при падении метеоритов или при вулканических извержениях. АМС «Луна-10», запущенная 31 марта 1966, стала 3 апреля 1966 первымискусственным спутником Луны. В июне — декабре 1966 американские и советские космические аппараты произвели исследования механических свойств грунта, определив его плотность и прочность. Самый верхний слой имеет плотность 1,1—1,2г/см3 и выдерживает нагрузку до 1кг/см2, но уже на глубине немногихдм плотность и прочность значительно возрастают. Американские искусственные спутникиЛуна (спутник Земли) серии «Лунар Орбитер» передали на Землю среднемасштабные фотографии почти всей поверхностиЛуна (спутник Земли) и крупномасштабные фотографии ряда отдельных участков. Измерения скорости движения этих спутников вокругЛуна (спутник Земли) позволили составить гравитационные картыЛуна (спутник Земли) При этом оказалось, что в районе круглых морей залегают массы вещества повышенной плотности (масконы). 21 июля 1969 наЛуна (спутник Земли) впервые высадились люди — американские космонавты Н. Армстронг и Э. Олдрин, доставленные туда космическим кораблём «Аполлон-11». При последующих запусках кораблей «Аполлон» наЛуна (спутник Земли) побывало ещё 10 человек. Космонавты доставили на Землю несколько сотенкг образцов и провели наЛуна (спутник Земли) ряд исследований: измерения теплового потока, магнитного поля, уровня радиации, интенсивности и состава солнечного ветра (потока частиц, приходящих от Солнца). Оказалось, что тепловой поток из недрЛуна (спутник Земли) примерно втрое меньше, чем из недр Земли. В породахЛуна (спутник Земли) обнаружена остаточная намагниченность, что указывает на существование уЛуна (спутник Земли) в прошлом магнитного поля. НаЛуна (спутник Земли) были оставлены приборы, автоматически передающие информацию на Землю, в том числе сейсмометры, регистрирующие колебания в телеЛуна (спутник Земли) Сейсмометры зафиксировали удары от падений метеоритов и «лунотрясения» внутреннего происхождения. По сейсмическим данным было установлено, что до глубины в несколько десятковкмЛуна (спутник Земли) сложена относительно лёгкой «корой», а ниже залегает более плотная «мантия». Продолжительность сейсмических колебаний наЛуна (спутник Земли) (в несколько раз большая, чем на Земле), видимо, связана с сильной трещиноватостью верхней части «коры». Одновременно проводились исследованияЛуна (спутник Земли) советскими АМС «Луна». В сентябре 1970 АМС «Луна-16» пробурила колонку грунта глубиной 35см и доставила её на Землю. В ноябре 1970 АМС «Луна-17» доставила наЛуна (спутник Земли) в Море ДождейЛунный самоходный аппарат «Луноход-1», который за 11 лунных дней (или 101/2мес) прошёл расстояние в 10 540м и передал большое количество панорам, отдельных фотографий поверхностиЛуна (спутник Земли) и другую научную информацию. Установленный на нём французский отражатель позволил с помощью лазерного луча измерить расстояние доЛуна (спутник Земли) с точностью до долей метра. В феврале 1972 АМС «Луна-20» доставила на Землю образцы лунного грунта, впервые взятые в труднодоступном районеЛуна (спутник Земли) В январе 1973 АМС «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 (4месяца), прошёл расстояние около 37км. Переданная «Луноходом-2» панорама лунной поверхности изображена нарисунке. Лунныйгрунт. Всюду, где совершали посадки космические аппараты,Луна (спутник Земли) покрыта так называемым реголитом. Это разнозернистый обломочно-пылевой слой толщиной от несколькихм до нескольких десятковм. 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 млн. лет. Среди образцов, доставленных на Землю, встречаются породы двух типов: вулканические (лавы) и породы, возникшие за счёт раздробления и расплавления лунных образований при падениях метеоритов (стекла и брекчии). Основная масса вулканических пород сходна с земными базальтами, в них встречаются плагиоклазы, пироксены, ильменит, оливин, а также шпинель, циркон, апатит, металлическоежелезо, медь и другие. По-видимому, такими породами сложены все лунные моря. Кроме того, в лунном грунте встречаются обломки иных пород, сходных с земными норитами, анортозитами, дацитами, и так называемая 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 (смотри таблицу) образовались в результате длительной эволюции расплавов в недрахЛуна (спутник Земли) 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, но в целомЛуна (спутник Земли) обеднена сидерофильными элементами. Возраст этих пород, определяемый по соотношениям радиоактивных элементов, равен 3—4,5 млрд. лет, что соответствует древнейшим периодам развития Земли. Основные разновидности лунных пород*
*1 – морской базальт («Аполлон-11», среднее по четырем образцам); 2 – габбро-анортозит («Луна-20»); 3 – анортозит («Аполлон-15», №15415); 4 – норит, или «неморской базальт» («Аполлон-14», №14310); 5 – дацит («Аполлон-12», №12013). Международно-правовые проблемы. Кардинальные правовые вопросы освоенияЛуна (спутник Земли) решены Договором о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела (смотриДоговор о космосе 1967). Однако значительные достижения в исследованииЛуна (спутник Земли) выдвигают необходимость заключения специального международного договора, который регулировал бы различные аспекты деятельности государств наЛуна (спутник Земли) Потребность в договоре, сфера действия которого ограничивается исключительноЛуна (спутник Земли), вызывается особым положениемЛуна (спутник Земли), так как её исследование ведётся непосредственно людьми. В июне 1971 СССР представил на рассмотрение 26-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН проект международного договора оЛуна (спутник Земли), который передан для соответствующего изучения в Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях. Советский проект направлен на обеспечение использованияЛуна (спутник Земли) исключительно в мирных целях. При осуществлении научных исследований наЛуна (спутник Земли) государства не вправе ущемлять интересы других государств, препятствовать проведению ими аналогичных исследований. Конкретизируя Договор о космосе, запрещающий присвоение небесных тел, советский проект договора оЛуна (спутник Земли) уточняет, что поверхность и недраЛуна (спутник Земли) не могут быть собственностью какого-либо государства. Регламентируются также вопросы ответственности государств за ущерб, причинённый при использованииЛуна (спутник Земли) Смотри такжеКосмическое право. Лит.: Луна, под редакцией А. В. Маркова, М.,1960; Атлас обратной стороны Луны, ч. 1—2, М., 1960—67; Новое о Луне, М.-Луна (спутник Земли), 1963; Первые панорамы лунной поверхности, т. 1—2, М., 1967—69; Введение в физику Луны, М., 1969; Хабаков А. В., Об основных вопросах истории развития поверхности Луны, М., 1949; Проблемы геологии Луны, М., 1969; Виноградов А., Соколов С., «Луноход-2»: Программа выполнена, «Правда», 1973, 20 ноября; Wilkins Н.P. and MooreP. A., The Moon, 2 ed., L., 1961; Physics and astronomy of the Moon, ed. Z. Kopal,N.Y. — L., 1962; Callatay V. de, Atlas de la Lune,P., 1962; Baldwin R.B., Themeasure of the Moon, Chi., 1963; Ranger VII photographs of the Moon, pt 1—3, Wash., 1964—65; Measure of the Moon, ed. Z. KopalandC. L. Goudas, Dodrecht —N.Y., 1967; Alter D., Lunar atlas,N.Y., 1968.
Статья про "Луна (спутник Земли)" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 1626 раз |
TOP 20
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||