716 (692881), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Подробное представление о внутреннем строении Луны дают сейсмические обследования, проводимые непосредственно на лунной поверхности. Условно лунные недра разделены на пять зон. Самая верхняя зона, имеющая на видимой стороне мощность около 60 км, а на обратной—около 100 км, отожествляется с лунной корой, образованной породами анортозитового состава.
Вторая зона носит название верхней мантии Луны. Ее мощность составляет, по-видимому, около 250 км. Скорость распространения продольных волн в этой зоне такова, что можно предположить в качестве основных ее составляющих минералы оливин и пироксен.
Мощность третьей зоны—средней мантии—составляет около 500 км. В этом слое характерное уменьшение скорости поперечных волн. Было высказано предположение, что морские базальты возникли вследствие частичного плавления вещества в средней мантии. Нижняя область зоны содержит большинство из обнаруженных очагов глубокофокусных лунотрясений.
Четвертая зона —нижняя мантия—характеризуется полным исчезновением поперечных волн. В связи с этим высказано предположение, что вещество нижней мантии может находится в частично расплавленном. Следовательно, на глубине 800 км литосфера заканчивается и ниже располагается лунная астеносфера. Возможная температура в верхней части слоя оценивается величиной около 1500°С.
На глубине 1380–1570 км было обнаружено резкое уменьшение скорости продольных волн. Эта граница отмечает начало пятой зоны—лунного ядра. Ядро может быть железо-сульфидным либо железным; в последнем случае оно должно быть меньше, что лучше согласуется с оценками распределения плотности по глубине. Его масса, вероятно, не превышает 2 % от массы всей Луны.
Атмосфера луны и окололунное пространство.
Поскольку масса Луны незначительная, газовая оболочка вокруг нее должна быть очень сильно разреженной, т. е. практически отсутствующей. Основными компонентами газовой оболочки оказались водород, гелий, неон и аргон. Наибольшая плотность наблюдается в ночное время и соответствует около 2·105 см–3. в дневное время концентрация газов падает до 104 см–3 в пересчете на плотность у поверхности. Поэтому можно говорить с полным основанием о наличии какой-то газовой оболочки вокруг Луны.
У Луны практически отсутствует глобальное магнитное поле дипольной природы. Этим обстоятельством объясняются особенности взаимодействия Луны с потоком заряженных частиц солнечного ветра, который состоит в основном из протонов и электронов с добавлением ионизированного гелия и других более тяжелых элементов с разной степенью ионизации. Луна является немагнитной, сравнительно непроводящей и холодной диэлектрической сферой. Поэтому Луна поглощает плазму солнечного ветра и потоки энергетических частиц, свободно падающие на лунную поверхность.
Наблюдения обнаружили постоянный избыточный фон яркости неба. Как полагают, подобное явление может быть связано с наличием над поверхностью пылевого рассеянного слоя толщиной около 103 км при размере частиц 70 мкм и концентрации 7·10–10 см–3. луна как бы окутана прозрачным пылевым облаком, имеющим протяженность, сравнимую с радиусом лунного шара.
Движение Луны.
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, сели 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 (звездный) месяц равен 27,32166 суток, но подвержен небольшим колебаниям и очень малому вековому сокращению.
В процессе своего движения в пространстве Луна испытывает влияние главным образом двух тел—Земли и Солнца. При этом солнечное притяжение в два раза сильнее земного. Поэтому Земля и Луна вращаются вокруг Солнца, находясь поблизости друг от друга.
Вращение Луны вокруг собственной оси описывается тремя законами Кассини. Луна вращается с постоянной угловой скоростью в направлении обращения Земли, причем период вращения Луны равен периоду обращения ее по орбите. Равенство периодов осевого и геоцентрического вращения Луны создает особенность системы «Земля—Луна», при которой к нашей планете обращено постоянно одно и тоже полушарие спутника—видимая сторона Луны. Реальное вращение Луны сопровождается малыми колебаниями нутационного характера. Эти малые колебания носят название физической либрации.
Лунная ось вращения составляет с плоскостью эклиптики почти прямой угол (88°,5) , поэтому лунные солнечные сутки делятся на равные промежутки темного и светлого времени независимо от положения Луны. На лунной поверхности нет наблюдаемых астрономических признаков сезонных изменений.
Фазы Луны.
Различные видимые формы Луны называются ее фазами. Полный цикл фаз заканчивается и начинает повторяться через каждые 29,59 суток. Не будучи самосветящейся, Луна видна только в той части, куда падают солнечные лучи, либо лучи, отраженные Землей. Этим объясняются фазы Луны. Из-за удаленности Солнца солнечные лучи, падающие на Луну, почти параллельны и всегда освещают ровно половину Лунного шара; другая его половина остается темной. К Земле обычно обращены часть светлого полушария и часть темного, поэтому Луна чаще всего кажется нам неполным кругом. Линия, отделяющая темную часть диска Луны от светлой, называется терминатором и всегда является полуэллипсом. Угол между направлениями от Солнца к Луне и от Луны к Земле называется фазовым углом. Различаются четыре основные фазы Луны, которые постепенно переходят одна в другую в следующей последовательности: новолуние, первая четверть, полнолуние и последняя четверть.
Каждый месяц Луна, двигаясь по орбите, проходит между Землей и Солнцем и обращена к нам темной стороной, в это время происходит новолуние. Через 1 - 2 дня после этого на западной части неба появляется узкий яркий серп молодой Луны. Остальная часть лунного диска бывает в это время слабо освещена Землей, повернутой к Луне своим дневным полушарием. Тогда люди говорят, что «новая Луна находится в руках старой». Лунный серп, обращенный выпуклостью к Солнцу, ото дня ко дню постепенно расширяется. Через 7 суток после новолуния Луна принимает форму полукруга и отходит от Солнца на 900, наступает первая четверть, когда освещена ровно половина диска Луны и терминатор, то есть линия раздела светлой и темной стороны, становится прямой - диаметром лунного диска. В последующие дни терминатор становится выпуклым, вид Луны приближается к светлому кругу и через 14 - 15 суток наступает полнолуние. Полная Луна видна на небе всю ночь; восходит она приблизительно во время захода Солнца, а заходит – около момента его восхода. Наиболее благоприятным сезоном является конец зимы—начало весны.
На 22-е сутки наблюдается последняя четверть. Угловое расстояние Луны от солнца уменьшается, она опять становится серпом. Через два–три дня в вечерни часы на небе появляется узкий серп новой Луны, и весь цикл начинается снова. Промежуток между двумя последовательными новолуниями называется синодическим месяцем, имеющем среднюю продолжительность 29.5 суток.
Затмения Луны.
Когда при движении вокруг Земли Луна попадает в конус земной тени, которую отбрасывает освещаемый Солнцем земной шар, происходит полное лунное затмение. Если же в тень Земли погружается лишь часть Луны, то происходит частичное затмение. Полное лунное затмение может длится примерно 1,5 – 2 часа. Его можно наблюдать со всего ночного полушария Земли, где Луна в момент затмения находится над горизонтом. Поэтому в любой местности полные лунные затмения удается наблюдать значительно чаще солнечных.
Во время полного лунного затмения Луны лунный диск остается видимым, но он приобретает обычно темно-красный оттенок. Это явление объясняется преломлением солнечных лучей в земной атмосфере. Проходя через земную атмосферу, солнечные лучи рассеиваются и преломляются. Причем рассеивается в основном коротковолновое излучение, а преломляется длинноволновое. Преломляясь в земной атмосфере, длинноволновое солнечное излучение попадает в конус земной тени и освещает Луну. В тень Луна входит левым краем, обращенным к востоку, потому что по орбите Луна движется против часовой стрелки.
Легко сообразить, что лунное затмение происходит, когда Луна бывает в полнолунии. Однако далеко не каждое полнолуние происходят лунные затмения. Чаще всего в году бывает два лунных затмения. В 1982 году было три полных лунных ( это максимально возможное число затмений в год).
Для оценки яркости и окраски затмений А. Данжон предложил шкалу, которая используется наблюдателями (см. таблицу). В каждом отдельном случае расцветка затемненного диска Луны может иметь свои особенности, зависящие от состояния земной атмосферы, в которой преломляются освещающие лунную поверхность солнечные лучи.
Разные чувства вызывает лунное затмение. Можно любоваться медно-красным диском Луны, голубоватым ободком по краю тени, радуясь тому, какое нынче выдалось светлое и яркое затмение. В старину темно-богровое, кровавое лунное «затмище» пугало. Не говоря уже о тех случаях, когда Луна, к удивлению и тревоге очевидцев, вообще исчезла с неба! А вдруг навсегда?!
Древние обитатели Южной Америки инки думали, что Луна покраснела от болезни и если она умрет, то, пожалуй, сорвется с неба и упадет. Зная, что Луна – большая приятельница собак, инки таскали псов за уши, взывая: «Матушка Луна, матушка Луна!». Бедная Луна, заслышав визги и мольбы, собирала все свои силы, чтобы победить болезнь и воскреснуть с прежней яркостью.
Норманнам же представлялось, что красный волк Мангарм опять осмелел и напал на Луну. Отважные воины, конечно, понимали, что не могут причинить вреда небесному хищнику, но, зная, что волки не выносят шума, кричали, свистели, били в барабаны. Шумовая атака продолжалась 2-3 часа без перерыва.
А в Центральной Азии затмение проходило в полной тишине. Люди безучастно глядели, как злой дух Раху проглатывает Луну. Никто не шумел и не махал руками. Известно, что добрый дух Очервани когда-то отсек демону полтуловища и Луна, пройдя сквозь Раху, как через рукав, засветит вновь.
На Руси всегда считалось, что затмение предвещает беду: «Месяц погибнет и быть крови». И вспоминает летописец, как качали головами мудрые старые люди и говорили: « Не благо есть такое затмение».
Обратная сторона Луны.
Луна обращена к Земле всегда одной стороной. Желание познать тайны другой половины Луны вынашивалось очень долго; вызывалось это не простой любознательностью, а необходимостью определить строение лунной поверхности и Луны.
И вот 7 октября 1959 года обратная сторона Луны была сфотографирована. Оно была получена с Автоматической межпланетной станции.
Общее знакомство с фотографиями обратной стороны Луны показало, что ее образования в общем не так сильно отличаются по своей природе и структуре от образований , расположенных на видимой стороне Луны. Главное отличие заключается в том , что там содержится мало морей, т. е. темных впадин. Особенно заметны два темных образования: Море Москвы и Море Мечты. Наиболее выделяющиеся кратеры получили названия знаменитых ученых: Жюль Верн, Циолковский, Ломоносов, Жолио Кюри.
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.
Исследования Луны.
Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был направлен к Луне. Эта честь принадлежит советскому космическому аппарату "Луна-l", запуск которого был осуществлен 2 января 1958 года. В соответствии с программой полета через несколько дней он прошел на расстоянии 6000 километров от поверхности Луны. Позднее в том же году, в середине сентября подобный аппарат серии "Луна" достиг поверхности естественного спутника Земли.
Еще через год, в октябре 1959 года автоматический аппарат "Луна-3", оснащенный аппаратурой для фотографирования, провел съемку обратной стороны Луны (около 70 % поверхности) и передал ее изображение на Землю. Аппарат имел систему ориентации с датчиками Солнца и Луны и реактивными двигателями, работавшими на сжатом газе, систему управления и терморегулирования. Его масса 280 килограмм. Создание "Луны-3" было техническим достижением для того времени, принесло информацию об обратной стороне Луны: обнаружены заметные различия с видимой стороной, прежде всего отсутствие протяженных лунных морей.
В феврале 1966 года аппарат "Луна-9" доставил на Луну автоматическую лунную станцию, совершившую мягкую посадку и передавшую на Землю несколько панорам близлежащей поверхности - мрачной каменистой пустыни. Система управления обеспечивала ориентацию аппарата, включение тормозной ступени по команде от радиолокатора на высоте 75 километров над поверхностью Луны и отделение станции от нее непосредственно перед падением. Амортизация обеспечивалась надувным резиновым баллоном. Масса "Луны-9" около 1800 килограмм, масса станции около 100 килограмм.
Следующим шагом в советской лунной программе были автоматические станции "Луна-16, -20, -24" , предназначенные для забора грунта с поверхности Луны и доставки его образцов на Землю. Их масса была около 1900 килограмм. Помимо тормозной двигательной установки и четырехлапого посадочного устройства, в состав станций входили грунтозаборное устройство, взлетная ракетная ступень с возвращаемым аппаратом для доставки грунта. Полеты состоялись в 1970, 1972 и 1976 годах, на Землю были доставлены небольшие количества грунта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
