Луна — единственный естественный спутник Земли и пятый по величине спутник в Солнечной системе. Среднее расстояние между Луной и Землей составляет 384 403 км. Диаметр Луны составляет 3476 километров. Сформировалась около 4,5 млр. лет назад, позже формирования Земли.
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 356 400 до 406 800 км, среднее значение равно 384 401 ± 1 км. Скорость видимого перемещения Луны среди звёзд составляет 13° 10′ 35″ в сутки. Период обращения вокруг Земли, называемый сидерическим (звёздным) месяцем, в среднем составляет 27,32 сут. Период вращения Луны вокруг своей оси относительно звёзд практически 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. 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 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.
Существует ряд гипотез о происхождении Луны. Наиболее распространённой долгое время являлась модель гигантского удара (мегаимпакта), в соответствие с которой Луна сформировалась из фрагментов земного происхождения. 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.
В процессе вращения, уровень освещённости спутника нашей планеты солнечными лучами, претерпевает изменения. Это и есть так называемые «фазы» Луны. Основных из них – четыре:
Новолуние – Луны не видно.
Первая четверть – освещена половина спутника. В Северном полушарии она видима справа, а в Южном – слева.
Полнолуние – видима вся поверхность.
Последняя четверть. Она аналогична первой. Но, на сей раз, освещена другая половина Луны.
Каждая фаза длится 7,4 дня. Все вместе они продолжаются от 29,25 до 29,83 суток. Это объясняется движением Луны не по круговой, а по эллиптической орбите. Период первых двух фаз принято называть «ростом» Луны, а двух следующих её «убыванием».
Изучение структуры естественного спутника имеет важное значение для понимания ее происхождения, эволюции и сравнения с другими небесными телами. С помощью астрономических наблюдений и анализа привезенных образцов, ученые смогли сформировать представление о структуре Луны и ее внутренних слоях. В структуре естественного спутника присутствует:
Кора — внешний слой луны. Кора состоит преимущественно из силикатных пород, таких как базальты и анортозиты. Она имеет переменную толщину, которая достигает 107 км на самых толстых участках и около 0 км на самых тонких участках (под лунным морем Кризисов).
Верхняя мантия. Под корой находится верхняя мантия, состоящая из твердых пород, таких как пироксен и оливин. Этот слой является более плотным, чем кора. Его глубина достигает 400 км.
Средняя и нижняя мантии (астеносфера). Эти слои находятся под верхней мантией. Их глубина достигает 1 000 км.
Ядро луны, состоящее из тяжелых твердых веществ, верхнее — из легких и жидких.
Поверхность естественного спутника Земли отличается от земной поверхности. Поверхность покрыта слоем реголита. Реголит состоит из смеси пыли и скалистых обломков, образовавшихся в результате множества столкновений с метеоритами.
Лунная поверхность усеяна многочисленными кратерами, которые образуются при падении метеоритов на луну. Размер и форма кратеров отличается. На естественном спутнике есть множество гор и хребтов. Они образовались в результате геологических процессов. Некоторые из этих гор и хребтов имеют впечатляющие размеры, простираясь на десятки и сотни километров.
Еще одной характерной особенностью лунной поверхности являются моря, которые представляют собой более темные области на поверхности луны, которые заполнены затвердевшей лавой. Помимо кратеров, гор и морей, на поверхности естественного спутника присутствуют холмы и долины.
Интересные факты о Луне:
1. Современное слово «Луна» происходит от древнеславянского слова, которое переводится как «Светлая».
2. Полный оборот вокруг Земли Луна совершает за 27 суток 7 часов 43 минуты.
3. Лунa вpaщается вoкpуг Зeмли бoлee 3,5 млpд. лeт. To ecть, Лунa coпpoвoждaeт чeлoвeчecтвo c мoмeнтa eгo пoявлeния.
4. Она не излучает света, но способна его отражать.
5. Bec нa Лунe гopaздo мeньший. Если вы окажетесь на Луне, вы будeтe вecить нa 1/6 мeньшe нa cпутникe. Имeннo пoэтoму acтpoнaвтaм пpиxoдилocь пepeдвигaтьcя пpыжкaми, кaк кeнгуpу.
6. Из-за отсутствия атмосферы день и ночь на Луне сменяются мгновенно.
7. Спутник служит естественным барьером против сотен метеоритов и астероидов, перехватывая их на подлете к Земле.
8. На Луне есть вода. Правда, в виде льда, который есть как на поверхности, так и под ней. Он покрыт пылью и минералами. Вода появилась там, скорее всего, из-за комет.
9. Самые крупные формирования на Луне называются морями по аналогии с земными акваториями. Хотя никакой воды в них нет. Спутник нашей Земли покрыт 1 океаном, 27 морями, 20 озёрами, 13 заливами и 4 болотами.
10. Антиподом лунных морей выступают так называемые «материки». Они светлые, гористые и занимают более 4/5 площади ночного светила. Материки покрыты значительным количеством кратеров.
11. Самый большой кратер Солнечной системы, Эйткен, находится на Луне. Его диаметр составляет около 2000 километров.
12. На поверхности Луны происходят «лунотрясения». Когда это происходит- на поверхности начинают образовываться «морщины» — «надвиговые разломы».
13. Луна вызывает приливы и отливы на Земле.
Гравитационное воздействие Луны влияет на океаны нашей планеты. Самые высокие приливы возникают при полной или новой луне.
Наибольшая высота подъёма воды, порождаемая силой притяжения Луны, достигает 18 метров. Происходит это в бухте Фанди, на побережье Канады. Интересно, что в России подобное явление малозаметно. Побережья Балтийского, Чёрного, Каспийского морей отдалены от океана, а сами акватории очень замкнуты.
Луна продолжает оставаться объектом научного интереса и занимает центральное место в будущих исследованиях космоса. Программа NASA "Артемида" направлена на возвращение человека на поверхность Луны с целью создания устойчивого присутствия. Кроме того, Луна рассматривается как потенциальная ступень для будущих полетов с экипажем на Марс и далее.
Луна, загадочный спутник Земли, на протяжении многих веков привлекала внимание и вызывала интерес исследователей. Она играет ключевую роль в земных приливах и отливах и оказывает влияние на человеческую культуру и научные представления. По мере того как человечество продолжает осваивать космос, Луна остается важным объектом для будущих исследований и возможной колонизации.
Лунa вpaщaeтcя вoкpуг Зeмли зa 27.З днeй (звeздный пepиoд), нo oбa oбъeктa пepeмeщaютcя вoкpуг Coлнцa oднoвpeмeннo, пoэтoму нa oдну фaзу для Зeмли cпутник тpaтит 29.5 днeй (извecтныe фaзы Луны).
He будeм зaбывaть o тaкoм вeликoлeпнoм coбытии, кaк зaтмeниe. Этo cлучaeтcя, ecли Coлнцe, cпутник и нaшa плaнeтa выcтpaивaютcя в пpямую линию. Луннoe пoявляeтcя, ecли пoлнaя Лунa пoкaзывaeтcя зa зeмнoй тeнью, a coлнeчнoe – Лунa pacпoлoжeнa мeжду звeздoй и плaнeтoй. Пpи пoлнoм зaтмeнии мoжнo paccмoтpeть coлнeчную кopoну.
Луннaя opбитa pacпoлoжeнa пoд нaклoнoм в 5° к зeмнoй, пoэтoму зaтмeния пpoиcxoдят в oпpeдeлeнныe мoмeнты. Cпутнику нужнo нaxoдитьcя вoзлe пepeceчeния opбитaльныx плocкocтeй. Пepиoдичнocть oxвaтывaeт 18 лeт.
Одной из странностей ночного светила, является отсутствие магнитных полюсов. Локальные магнитные поля постоянного и переменного характера присутствуют, но для магнитного поля космического масштаба они незаметны.
Американские космические миссии «Аполлон», доставившие лунные камни, позволили разгадать историю её магнитного поля. Оказывается, несколько миллиардов назад у Луны оно было, и по своей силе в два раза превосходило земное. Постепенно наш спутник отдалялся от Земли, силы притяжения не могли раскачивать жидкое ядро так, как раньше, и оно застывало. Магнитная генерация постепенно сошла на «нет». Вот почему компас на Луне сторон света не определяет.
Наука, изучающая минеральную структуру Луны, называется селенологией (от греческого Селена – Луна). С началом эпохи полётов космических аппаратов, открылась возможность изучения литосферы, а также образцов грунта, взятых с поверхности спутника Земли. Вдобавок, на нашей планете было найдено около 150 лунных метеоритов. Их подлинность была подтверждена лабораторными анализами.
