рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Научный интерес

Научный интерес - Реферат, раздел Астрономия, Луна (реферат) Научный Интерес. Еще В Xvii Веке Астрономы Осознали, Что Регистрация С Максим...

Научный интерес. Еще в XVII веке астрономы осознали, что регистрация с максимально высокой точностью моментов времени покрытий или открытий звезд темным краем Луны позволяет весьма точно определять координаты места наблюдения на поверхности Земли. Действительно, видимое положение диска Луны на небе относительно звезд в данный момент времени будет несколько различным для наблюдателей, находящихся в разных пунктах это результат хорошо известного астрономам явления параллактического смещения, которое очень заметно в случае близкой к нам Луны и совсем незначительно для звезд.

Поэтому моменты покрытия открытия лунным краем одной и той же звезды будут различными для наблюдателей с разными географическими координатами, и если эти моменты надежно измерены, по ним можно определять разности координат на Земле или сами координаты.

В XVII веке это было важно для мореплавателей, и поэтому, когда в 1670 г. была основана знаменитая Гринвичская обсерватория, одной из главных ее задач была разработка методов определения координат по наблюдениям покрытий.

К этому следует добавить, что точное значение момента покрытия зависит также от высоты точки наблюдения над некоторой стандартной поверхностью, описывающей фигуру Земли, поэтому в наше время для предвычисления этих моментов обязательно используются геодезические данные о высотах различных наблюдательных пунктов если же высота пункта известна только приблизительно, высокоточные измерения моментов покрытий позволяют уточнить ее значение. Регистрация моментов покрытий звезд Луной дает ценные данные для проверки и уточнения теории движения Луны. Если момент покрытия зарегистрирован с точностью, скажем, 0.05 сек, и координаты звезды хорошо известны с точностью не хуже 0.01 , то при типичной величине угловой скорости движения Луны 0.5 сек можно определить положение точки контакта на лунном лимбе с точностью около 0.02 это соответствует погрешности определения линейного расстояния в плоскости лунного края около 40 м. Далее, используя имеющиеся данные о рельефе лунного края в различных точках покрытий, можно получить ряд весьма точных положений лунного диска на небесной сфере в различные моменты времени, что позволяет сравнивать эти положения с вычисленными на основе теории движения Луны и, по мере накопления данных наблюдений, уточнять формулы теории либо предлагать ее новые варианты.

Отметим, что современная теория движения Луны очень сложна, в этом движении присутствуют различные, в том числе долгопериодические составляющие, поэтому накопление данных наблюдений покрытий может сыграть в дальнейшем существенную роль в проверке и уточнении теории.

С другой стороны, если имеется хорошая теория, позволяющая очень точно предсказывать положения Луны, и есть подробные и надежные данные о профиле лунного лимба на участке покрытия, то по зарегистрированному моменту покрытия открытия можно с весьма высокой точностью определить координаты звезды подобные независимые измерения координат звезд представляют интерес для важного раздела астрономии - астрометрии.

Представим себе теперь, что для звезд с хорошо известными координатами моменты их покрытий Луной зарегистрированы с высокой точностью.

Использование современной теории движения Луны и достаточно подробных моделей профиля лунного лимба позволяет надежно предвычислить эти моменты с учетом положений точек контактов на лимбе, а при сопоставлении рассчитанных и зарегистрированных моментов мы можем получить более точную информацию о рельефе соответствующих участков лунного края, т.е. о поверхности Луны. Говоря упрощенно, это значит, что в случае, когда действительный момент покрытия на какое-то мгновение опережает предвычисленный, в точке контакта присутствует выступ лунной поверхности горка, не учтенный в модели профиля лимба, а если обнаружено отставание наблюдаемого момента, то в месте покрытия существует неучтенная впадина. На самом деле ситуация сложнее, т.к. при выполнении предвычислений может быть несколько не полностью учтенных факторов, и достоверность обнаружения неровностей лунной поверхности зависит от того, какова реальная точность предвычислений.

При наблюдениях покрытий открытий имеется возможность получить важную и, зачастую, новую информацию о самих звездах.

Среди звезд много двойных, и у значительной части из них угловые расстояния между компонентами настолько малы, что обнаружить эту двойственность при обычных наблюдениях далеко не всегда удается даже с крупным телескопом.

Если же наблюдать визуально покрытие Луной такой тесной двойной звезды, то достаточно внимательный наблюдатель во многих случаях в состоянии заметить, что свет от нее гаснет как бы в два этапа ведь сначала за лунным краем исчезает одна компонента, а затем другая при этом человек в принципе способен зафиксировать такую задержку в процессе покрытия, если интервал времени между исчезновениями компонент составляет 0.1 сек и даже меньше.

Отсюда, используя примерную величину угловой скорости Луны, получаем вывод, что при визуальных наблюдениях покрытия можно в благоприятной ситуации обнаружить двойственность звезды с угловым расстоянием между компонентами порядка 0.05 . Может оказаться, что двойственность данной звезды не была известна ранее, так что у наблюдателя есть шанс сделать открытие без кавычек во всяком случае, полученная оценка углового расстояния будет полезна астрономам, изучающим двойные звезды.

Здесь важно подчеркнуть, что сама возможность визуального обнаружения тесных двойных звезд при покрытиях существует благодаря тому факту, что момент покрытия одиночной звезды Луной можно визуально зарегистрировать при наличии соответствующих технических средств с точностью до сотых долей секунды.

Еще в XIX веке астрономы обратили внимание на удивительно резкое, практически мгновенное исчезновение светового потока от звезд одиночных при покрытии их Луной. Причиной этого является фактически полное отсутствие у Луны атмосферы. Поэтому точность регистрации момента покрытия зависит только от возможностей наблюдателя и его аппаратуры. Особый интерес представляют довольно редкие события - так называемые касательные покрытия звезд Луной, когда Луна при своем движении по звездному небу только касается своим темным или светлым лимбом звезды, и звезда как бы скользит по лунному краю со всеми его неровностями.

Наблюдения таких явлений позволяют осуществлять очень точные измерения положений лунного края относительно звезд, на основе которых можно очень подробно с погрешностью до 10 м и меньше изучать рельеф лунного края на том участке, где происходит касательное покрытие расчеты геометрии касания делаются вначале в предположении гладкого лунного лимба, а затем для предсказания реальной картины используется модель профиля лунного лимба в данном месте, основанная на имеющихся данных о рельефе соответствующего участка поверхности Луны и учитывающая либрации покачивания Луны относительно среднего положения ее оси вращения после обработки данных наблюдений при сравнении с предвычисленным профилем можно получить весьма детальную информацию о реальном рельефе исследуемого участка.

Еще одно возможное применение результатов - решение задач геодезии наблюдаемая картина касательного покрытия очень сильно зависит от положения наблюдателя на поверхности Земли, в частности, от его высоты, поэтому подобные наблюдения позволяют уточнять данные о фигуре Земли. Во время касательного покрытия может наблюдаться множество покрытий и открытий звезды лунными горами и впадинами.

Главная задача - проследить прохождение звезды по краю лунного лимба и зафиксировать с максимально высокой точностью все моменты исчезновений и появлений звезды из-за края Луны. Наблюдения покрытий Луной планет Солнечной системы также представляют большой интерес, поскольку, во-первых, они дают важный материал для проверки и уточнения теорий движения этих небесных тел, а во- вторых, позволяют изучать планеты и их атмосферы.

В этом случае темный край Луны можно рассматривать как экран, довольно медленно закрывающий диск планеты промежуток времени, в течение которого планета полностью скрывается за лунным краем, составляет десятки секунд.

Если достаточно аккуратно проследить изменение блеска планеты в процессе ее покрытия, начиная с момента первого контакта ее видимого диска с лунным краем, можно получить информацию как об общих угловых размерах диска планеты, так и о распределении яркости по нему, а также, при определенных предположениях, о протяженности планетной атмосферы. Характеристики Луны. Либрация Луны Либрация луны от лат. libratio - качание, колебание, видимые периодические маятникообразные колебания Луны около её центра, вследствие которых для земного наблюдателя пятна на диске Луны перемещаются в небольших пределах то в ту, то в др. сторону рис. 1 . Рис1. Перемещение пятен на диске Луны вследствие либрации Различают либрацию оптическую геометрическую и либрацию физическую.

Оптическая либрация по долготе происходит вследствие того, что Луна обращается вокруг Земли неравномерно, в то время как около своей оси она вращается с постоянной угловой скоростью. На рис. 2 изображена эллиптическая орбита Луны Т - Земля в фокусе эллипса. Пусть в момент, когда Луна находится в положении А в перигее, в центре диска видна некоторая точка а её поверхности.

Через четверть месяца Луна окажется в точке В, причём за этот промежуток времени она повернётся около своей оси на четверть оборота, т. е. на 90 Рис 2. Либрация Луны по долготе схема При наблюдении с Земли точка а не будет уже видна в центре диска, а сместится к востоку от него. В положении С апогее точка а снова совпадёт с центром лунного диска.

Наконец, ещё через четверть месяца в положении D точка а будет лежать к западу от центра. Наибольшая величина либрации по долготе равна 7? 45 . Либрация по широте объясняется тем, что ось вращения Луны наклонена к плоскости лунной орбиты на угол 83? 19 и в течение одного оборота приблизительно сохраняет своё направление в пространстве. Рис 3. Либрация Луны по широте схема На рис. 3 видно, что на стороне Луны, обращенной к Земле Т, появляются то южный Р , то северный Р полюсы Луны. Либрация по широте достигает 6? 41 . Существует ещё суточная, или параллактическая, Луна. Луна, которая объясняется тем, что наблюдатель, находящийся на земной поверхности, вследствие своего перемещения при суточном вращении Земли, смотрит на Луны по разным направлениям.

Суточная либрация может доходить до 1 В результате сложения трёх Л. Л либрации по долготе, либрации по широте и суточной либрации - с Земли можно видеть до 59 лунной поверхности. Остальные 41 поверхности Луны могут наблюдаться только с помощью космических зондов. Физическая либрация обусловлена тем, что Луна представляет собой трёхосный эллипсоид, наибольшая ось которого вследствие оптической либрации периодически отклоняется на несколько градусов от точного направления к центру Земли. Вследствие притяжения Земли создаётся пара сил, приложенная к Луне и качающая её около центра массы на угол, доходящий до 2 . Точное измерение этих колебаний даёт возможность определить моменты инерции Луны, зависящие от её фигуры и распределения масс в её теле. Форма Луны. Мозаика 1500 снимков, полученных КА Клементина на южную полярную область Луны через красный фильтр.

В центре снимка - южный полюс.

Изображение простирается до 70 параллели ю. ш. Поперечник снимка 1250 км. Депрессия около южного полюса находится в постоянной тени и в ней может быть выявлен лед. Вблизи края снимка виден кратер Шредингер диаметром 320 км В некоторые дни Луна совсем не видна на небе. В другие дни она имеет вид узкого серпа, полукруга и полного круга.

Луна подобно Земле является темным, непрозрачным круглым телом. Форма Луны очень близка к шару с радиусом 1737 км, что равно 0,2724 экваториального радиуса Земли. Площадь поверхности Луны составляет 3,8 107 км2, а объем 2,2 10 25 см 3. Более детальное определение фигуры Луны затруднено тем, что на Луне, из-за отсутствия океанов, нет явно выраженной уровненной поверхности по отношению, к которой можно было бы определить высоты и глубины кроме того, поскольку Луна повернута к Земле одной стороной, измерять с Земли радиусы точек поверхности видимого полушария Луны кроме точек на самом краю лунною диска представляется возможным лишь на основании слабого стереоскопического эффекта, обусловленного либрацией.

Изучение либрации позволило оценить разность главных полуосей эллипсоида Луны. Полярная ось меньше экваториальной, направленной в сторону Земли, примерно на 700 м и меньше экваториальной оси, перпендикулярной направлению на Землю, на 400 м. Таким образом, Луна под влиянием приливных сил, немного вытянута в сторону Земли. Масса Луны точнее всего определяется из наблюдений её искусственных спутников. Она в 81 раз меньше массы земли, что соответствует 7.35 1025 г. Средняя плотность Луны равна 3,34 г. см3 0.61 средней плотности Земли. Ускорение силы тяжести на поверхности Луны в 6 раз больше, чем на Земле, составляет 162.3 см. сек2 и уменьшается на 0.187 см. сек2 при подъеме на 1 километр.

Первая космическая скорость 1680 м. сек, вторая 2375 м. сек. Вследствие малого притяжения Луна не смогла удержать вокруг себя газовой оболочки, а также воду в свободном состоянии.

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 - не замыкающаяся кривая, постоянно меняющая свое положение среди звезд зодиакальных созвездий. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида, характеризуемого фазой Луны Фаза Ф равна отношению наибольшей ширины освещенной части d лунного диска к его диаметру d. 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.

Движение Луны вокруг Земли очень сложно, и его изучение составляет одну из труднейших задач небесной механики.

Эллиптическое движение представляет собой лишь грубое приближение, на него накладываются многие возмущения, обусловленные притяжением Солнца, планет и сплюснутостью Земли. Главнейшие из этих возмущений, или неравенств, были открыты из наблюдений задолго до теоретического вывода их из закона всемирного тяготения.

Притяжение Луны Солнцем в 2,2 раза сильнее, чем Землей, так что, строго говоря, следовало бы рассматривать движение Луны вокруг Солнца и возмущения этого движения Землей.

Однако, поскольку исследователя интересует движение Луны, каким оно видно с Земли, гравитационная теория, которую разрабатывали многие крупнейшие ученые, начиная с И. Ньютона, рассматривает движение Луны именно вокруг Земли. В 20 веке пользуются теорией американского математика Дж. Хилла, на основе, которой американский астроном Э. Браун вычислил 1919 математические, ряды и составил таблицы, содержащие широту, долготу и параллакс Луны. Аргументом служит время.

Плоскость орбиты Луны наклонена к эклиптике под углом 5о8 43 , подверженным небольшим колебаниям. Точки пересечения орбиты с эклиптикой, называются восходящим и нисходящим узлами, имеют неравномерное попятное движение и совершают полный оборот по эклиптике за 6794 суток около 18 лет, вследствие чего Луна возвращается к одному и тому же узлу через интервал времени - так называемый драконический месяц более короткий, чем сидерический и в среднем равный 27.21222 суток, с этим месяцем связана периодичность солнечных и лунных затмений.

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. Такое совпадение периодов осевого вращения и орбитального обращения не случайно, а вызвано трением приливов, которое Земля производила в твердой или некогда жидкой оболочке Луны. Однако сочетание равномерного вращения с неравномерным движением по орбите вызывает небольшие периодические отклонения от неизменного направления к Земле, достигающие 7 54 по долготе, а наклон оси вращения Луны к плоскости ее орбиты обусловливает отклонения до 6 50 по широте, вследствие чего в разное время с Земли можно видеть до 59 всей поверхности Луны хотя области близ краев лунного диска видны лишь в сильном перспективном ракурсе такие отклонения называются либрацией Луны. Плоскости экватора Луны, эклиптики и лунной орбиты всегда пересекаются по одной прямой закон Кассини. Фазы Луны. Не будучи самосветящейся, Луна видна только в той части, куда падают солнечные лучи, либо лучи, отраженные Землей.

Этим объясняются фазы Луны. 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.

Через 7 суток Луна 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. На 22-е сутки наблюдается последняя четверть. Угловое расстояние Луны от солнца уменьшается, она опять становится серпом и через 29.5 суток вновь наступает новолуние. Промежуток между двумя последовательными новолуниями называется синодическим месяцем, имеющем среднюю продолжительность 29.5 суток.

Синодический месяц больше сидерического, так как Земля за это время проходит примерно 113 своей орбиты и Луна, чтобы вновь пройти между Землей и Солнцем, должна пройти дополнительно еще 113 часть своей орбиты, на что тратится немногим более 2 суток. Если новолуние происходит вблизи одного из узлов лунной орбиты, происходит солнечное затмение, а полнолуние близ узла сопровождается лунным затмением.

Легко наблюдаемая система фаз Луны послужила основой для ряда календарных систем. Урожайная Луна. Каждую осень в северном полушарии наступает полнолуние, ближайшее ко дню осеннего равноденствия, 23 сентября, и известное в народе под названием урожайная луна. Несколько дней подряд Луна восходит почти в одно и то же время каждый вечер, как раз на закате Солнца.

Так что когда день кончается, фермеры имеют возможность продолжать уборочные работы при свете Луны - потому и называли это время днями урожайной луны. Когда Луна стоит низко над горизонтом, она кажется больше, но это всего лишь зрительная иллюзия. Поверхность Луны. Обратная сторона луны Атмосферы на Луне нет. 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. Погоды тоже нет дождь, реки и лед не формируют лунного ландшафта, как это происходит на нашей планете. В дневное время температура лунной поверхности под прямыми лучами Солнца поднимается значительно выше точки кипения воды. Чтобы защититься от невыносимой жары, люди, прибывшие на Луну для проведения исследований, носят специальные космические костюмы, внутри которых находится воздух и поддерживается привычные для человека физические параметры.

А по ночам температура на Луне падает до 1500 ниже точки замерзания воды. Астрономические наблюдения указывают на пористый характер лунного поверхностного материала. Образцы доставленного на Землю лунного грунта похожи по составу на земные породы. Моря сложены из базальтов, континенты из анортозитов силикатная порода, обогащенная окислами алюминия. Встречается особый тип пород, обогащенных калием и редкоземельными элементами. Возраст лунных изверженных горных пород очень велик, их кристаллизация происходила четыре миллиарда лет назад, наиболее древние образцы имеют возраст 4,5 миллиарда лет. Характер лунной поверхности наличие оплавленных частиц и обломков свидетельствуют о непрерывной метеоритной бомбардировке, но скорость разрушения ею поверхности невелика, около 10 -7 см год. Поверхность Луны довольно темная, ее альбедо равно 0.073, то есть она отражает в среднем лишь 7.3 световых лучей Солнца.

Визуальная звездная величина полной Луны 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 части Луны, так что когда Луна находится в четверти, и мы видим половину ее диска светлой, она посылает нам не 50 , а лишь 8 света от полной Луны. Показатель цвета лунного света равен 1.2, то есть он заметно краснее солнечного. Луна вращается относительно Солнца с периодом, равным синодическому месяцу, поэтому день на Луне длится почти 1.5 сутки и столько же продолжается ночь. Не будучи защищена атмосферой, поверхность Луны нагревается днем до 1100С, а ночью остывает до -1200С, 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. Даже невооруженным глазом на Луне видны неправильные протяженные темноватые 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 поверхности Луны. Выяснилось, что моря - это равнины более темного оттенка, чем другие области, иногда называемые континентальными или материковыми, изобилующие горами, большинство которых имеет кольцеобразную форму кратеры. Обширные светлые участки лунной поверхности, называемые материками, занимают около 60 видимого с Земли диска.

Это неровные, гористые районы. Остальные 40 поверхности - моря, ровные гладкие области. Материки пересечены горными хребтами. Они расположены главным образом вдоль побережий морей. Наибольшая высота лунных гор достигает 9 км. По многолетним наблюдениям были составлены подробные карты Луны. Первые такие карты издал в 1647 Я. Гевелий в Ланцете Гданьск. Сохранив термин моря, он присвоил названия также и главнейшим лунным хребтам - по земным аналогичным образованием Апеннины, Кавказ, Альпы, Алтай. Дж. Риччоли в 1651г. дал обширным темным низменностям фантастические названия Океан Бурь, Море Кризисов, Море Спокойствия, Море Дождей и так далее, меньше примыкающие к морям темные области он назвал заливами, например, Залив Радуги, а небольшие неправильные пятна - болотами, например Болото Гнили. Отдельные горы, главным образом кольцеобразные, он назвал именами выдающихся ученых Коперник, Кеплер, Тихо Браге и другими.

Эти названия сохранились на лунных картах и поныне, причем добавлено много новых имен выдающихся людей, ученых более позднего времени.

На картах обратной стороны Луны, составленных по наблюдениям, выполненным с космических зондов и искусственных спутников Луны, появились имена К. Э. Циолковского, С. П. Королева, Ю. А. Гагарина и других.

Подробные и точные карты Луны были составлены по телескопическим наблюдениям в XIX веке немецкими астрономами И. Медлером, Й. Шмидтом и др. Карты составлялись в ортографической проекции для средней фазы либрации, то есть примерно такими, какой Луна видна с Земли. В конце XIX века начались фотографические наблюдения Луны. В 1896-1910 большой атлас Луны был издан французскими астрономами М. Леви и П. Пьезе по фотографиям, полученным на Парижской обсерватории позже фотографический альбом Луны издан Ликской обсерваторией в США, а в середине 20 века Дж. Койпер США составил несколько детальных атласов фотографий Луны, полученных на крупных телескопах разных астрономических обсерваторий.

С помощью современных телескопов на Луне можно заметить, но не рассмотреть кратеры размером около 0,7 километров и трещины шириной в первые сотни метров. Обратная сторона Луны имеет определенные отличия от стороны, обращенной к Земле. Низменные районы на обратной стороне Луны представляют собой не темные, а светлые области, и они, в отличие от обычных морей, были названы талассоидами мореподобными. На видимой с Земли стороне низменности залиты темной лавой на обратной стороне этого не произошло, за исключением отдельных участков.

Пояс морей продолжается на обратной стороне талассоидами. Несколько небольших темных областей подобных обычным морям, найденных на обратной стороне, расположены в центре талассоидов.

Рельеф лунной поверхности. Уже со времен Галилея началось составление карты Луны. Первые подробные карты лунной поверхности составил выдающийся польский астроном Я. Гевелий 1611-1687 и опубликовал их в 1647 г. в сочинении Селенографии или Описание Луны. В 1651 году итальянский астроном ДЖ Риччиоли 1598-1671 тоже опубликовал карту Луны, составленную им совместно с итальянским физиком Ф. Гримальди. 1618-1663 . Именно на этой карте впервые округлые низменности названы морями, которые сохранили свои названия до наших дней Море Спокойствия, Море Ясности, Море Опасности, Море Дождей, Море Облаков и т.д. Их размеры от 200 до 1100 км в поперечнике.

Моря - низменности, в которых нет ни капли воды. Дно их темное и сравнительно ровное. Поверхность морей сложена и покрыта темным веществом, в том числе застывшей лавой, некогда изверженной из лунных недр. Самая большая низменность, протяженностью 2000 км названа Океаном Бурь. Поверхность морей имеет складки и холмы, а также небольшие остроконечные и округлые возвышенности, представляющие собой вершины невысоких гор, залитых затвердевшей впоследствии лавой.

Характерные по своим очертаниям краевые зоны морей названы заливами, а небольшие изолированные темные низменности - озерами. Моря и озера занимают около 40 всей видимой с Земли поверхности Луны, и подавляющее их большинство расположено в северном ее полушарии. Остальная 60 часть лунного полушария представляет собой материк, покрытый как отдельными горами, так и горными цепями и хребтами.

Большинство горных хребтов тянется вдоль окраины морей и носит земные названия, предложенные Я. Гевелием. Так, Море Дождей ограничено с северо-востока Альпами, с востока - Кавказом, с юго-востока - Апеннинами, а с юга - Карпатами. Некоторые горные цепи названы именами ученых горы Даламбера, горы Лейбница, и т.д. Высота гор различна, отдельные горные вершины - пики - поднимаются до 9 км. Горные склоны изрезаны многочисленными ущельями и трещинами, а между горами тянутся длинные долины.

Форма лунных гор - это большей частью круглая гора с котловиной посередине. Но котловина не всегда пуста, не всегда оказывается кратером новейшим в середине его иногда возвышается еще целая гора и опять с углублением, которое оказывается кратером более новым, но редко, редко действующим с краснеющей внутри, на самом дне его, лавой. Много на луне и плоскогорий с крутыми склонами, широких и узких трещин в коре протяженностью в несколько десятков и даже сотен километров.

Лунный рельеф лучше изучать при косом его освещении солнечными лучами, в особенности недалеко от терминатора, отделяющее дневное полушарие Луны от ночного, т.е. вблизи него тени даже от невысоких гор очень длинные и легко заметны. Очень интересно в течении часа проследить в телескоп за тем, как вблизи терминатора на ночной стороне загораются светлые точки - это вершины валов лунных кратеров. Постепенно из тьмы выплывает светлая подкова - часть кратерного вала, но дно кратера еще погружено в полный мрак, наконец обрисовывается весь кратер.

При этом хорошо видно, что, чем меньше кратеры, тем их больше. Они часто расположены цепочками и даже сидят друг на друге. Позднейшие кратеры, как уже было сказано, образовались на ваннах более старых кратеров. В центре кратеров видна горка, в действительности это группа гор. Кратерные стены обрываются террасами круто внутрь. Дно кратеров лежит ниже окружающей местности. Горные районы лунной поверхности почти полностью покрыты множеством кратеров, в меньшем числе они имеются и в морях.

Размеры кратеров от 1 м до 250 км. Крупные и средние по размерам кратеры, известные с времен первых телескопических наблюдений луны, названы именами ученых Аристотель, Коперник, Тихо, Геродот, Тимохарис, Гиппарх, Кеплер и др. В Море Дождей четко выделяются крупные кратеры Архимед d 73 км , Аристотель d 51 км , Автолик d 36 км, а в горных районах, в середине лунного диски целые цепочки крупных кратеров, в том числе Птолемей d 146 км , Альфонс d 124 км и Арзахель d 32 км. Многие крупные и средние по размерам кратеры окружены пологими валами кольцевыми горами и имеют ровное дно. Другие имеют форму воронок, какие образуются при взрывах.

Мелкие кратеры в общем покрывают всю лунную поверхность и даже дно и валы более крупных кратеров. Многие мелкие кратеры диаметром до 10-15 км образованы взрывами материальных тел, сталкивавшихся с Луной. Более крупные кратеры, в особенности с центральными горками, имеют вулканическое происхождение, что подтверждается фотографией кратера Коперник, полученной с высоты 25 км одним из искусственных спутников луны, дно которого носит явные признаки вулканизма.

Рассмотрим поподробнее происхождение кратеров. Большая часть кратеров обязана своим происхождением ударам мелких метеоритиков. Метеорит при ударе о Луну не встречает противодействия атмосферы. Не меняя скорости, он ударяется о грунт и взрывается. Если скорость соударения 16 км с, то средняя скорость во время проникновения в грунт 8 км с. Даже полуторакилометровый астероид затормозится менее чем за полсекунды.

Естественно, что происходит взрыв необычайной силы и появляется кратер. Кратер образуется частично под воздействием газа, возникшего при испарении метеорита и грунтовых пород, а частично под воздействием образующейся в грунте ударной волны. Ударная волна возникает, когда внезапно освободившая энергия распространяется в среде со сверхзвуковой скоростью. Возникшие при этом силы выбрасывают часть грунта, расположенного выше точки взрыва далеко от места соударения, но главным образом кратер образуется при мгновенном смещении горных пород во всех направлениях от точки взрыва.

Энергия столь велика, что далеко превосходит энергию химических связей в породах и при распространении в них ударной волны породы становятся пластичными. Они сминаются, изгибаются и выдавливаются вверх и в стороны, образуя углубления и в большую часть вала. Например, Море Дождей было образовано именно таким образом.

В мае 1972 года с Луной столкнулось крупное метеоритное тело. По сообщению сейсмолога Г. Латама ламонтская геологическая обсерватория США , падение было зарегистрировано и передано по телеметрии на Землю четырьмя сейсмометрами, доставленными на Луну астронавтами. Выделившаяся при падении энергия весьма велика она эквивалентна взрыву приблизительно 1 тысячи тонн тринитротолуола. Образованный при падении кратер по площади равен футбольному полю. Место падения метеорита находится в районе кратера Фра-Мауро, внутри места посадки Аполлона-14 . Ливень облаков, образованный выброшенными породами.

Продолжался около минуты. Так произошло падение гигантского метеорита на Луну. Метеоритам, по видимому, обязаны своим происхождением и длинные светлые лучи, которые радикально расходятся от некоторых крупных кратеров например, от кратеров Тихо, Коперник, Кеплер на рассмотрении в несколько сотен и даже тысяч километров. Они представляют собой цепочки мелких кратеров, покрытых мелкозернистым веществом.

Сильно рассеивающим солнечный свет. 3 февраля 1966 года впервые в истории человечества на лунную поверхность в Океан Бурь мягко опустилась автоматическая станция Луна-9 . Стартовавшая с земли 31 января 1996 года. Эта станция 4 и 5 февраля передала на Землю изображение лунного ландшафта. Мягкая посадка автоматической станции Луна-9 на поверхность Луны выдающееся научное и техническое достижение. Впервые стало возможным исследовать микроструктуру лунной поверхности.

Вблизи станции внутри небольшого кратера нет заметного слоя пыли. Грунт достаточно твердый, чтобы выдержать вес станции. На поверхности отдельные камни не только не заносятся пылью, но как бы вырастают из поверхности грунта в результате его постепенного разрушения. Место посадки представляет собой довольно ровную поверхность с хорошо выраженным рельефом, с холмами, заметными линиями на всю линию видимого горизонта. Наиболее характерной формой мезорельефа являются лунки и кратеры, т.е. понижение ямки весьма разнообразных размеров.

Другой распространенный элемент ландшафта это камнеобразные и комьеобразные объекты. Размеры их различны. 21 июня 1969 года на луну в Море Спокойствия опустилась впервые посадочная кабина Игл Орел американского космического корабля Аполлон-II и первые люди ступили на лунную поверхность ими были Н. Армстронг и Э. Олдрин. Они установили на Луне несколько научных приборов, в том числе сейсмографы, взяли образцы лунных пород, вернулись в корабль, где их ожидал астронавт М. Коллинз, и 24 июля возвратились на Землю. В последующие 2 года еще 5 американских экспедиций побывало на Луне, благополучно вернувшихся на Землю. Они ходили и даже ездили на специальном вездеходе по поверхности Луны, установили разные аппараты, в частности сейсмографы для регистрации лунотрясений. Химический анализ образцов лунного вещества показал, что породы луны не столь разнообразны, как земные, и сходны по составу с базальтами.

Советские ученые изучают Луну автоматическими аппаратами. 20 сентября 1970 года в Море Изобилия совершила посадку автоматическая станция Луна-16 , в последующие годы Луна-20 и Луна-24 садились на Луну и доставляли на Землю образцы лунного грунта.

В общем, минеральный состав лунных пород аналогичные составу земных базальтов, но отражает особенности химического состава. В частности, малая летучесть кислорода при кристаллизации лунных пород приводит к образованию металлического железа и практическому отсутствию окиси железа явление, чрезвычайно редкое для Земли. В следствии этого мы находим здесь такие экзотические минералы, как троилит, пироксферраит и армалколит, последний минерал назван в честь трех космонавтов Аполлона-11 Н. Армстронга, Э. Олдрина и М. Коллинза. Средняя плотность грунта близка к 1,5г см3, малая плотность объясняется его большой пористостью до 50 . Возраст лунных пород оценивается от 3,1 до 4,2 млрд. лет, что позволяет считать возраст луны близким к 4,6 млрд. лет, т.е. к возрасту Земли. Посыпались на Луну и составили автоматические самоходные лаборатории луноходы. 17 ноября 1970 г. Луна-17 доставила Луноход-1 , а 16 января 1973 г. Луноход-2 доставила Луна-21 . Почти 10 месяцев Луноход-1 бороздил просторы 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 свежих и четко выраженных комплексных до сильно измененных, лишенных вала и камней. Такой морфологический ряд отражает этапы эволюции лежат процессы разрушения лунной поверхности за счет микрометеоритной эрозии. Морфологический анализ подтвердил концепцию преимущественно ударно-взрывного происхождения исследованных кратеров. Собранный материал по распределению кратеров и камней позволил узнать возраст и последовательность их образований.

Луноход-2 сел на поверхность Моря Ясности. Его вес составлял 840 кг. Между ними и Луноходом-1 принципиальных отличий нет. Но правда новая машине весит больше и ее аппаратура более усовершенствованна. Одна телевизионная камера вынесена из общего корпуса, так что при движении лунохода трасса просматривается лучше. Ни один самоходный аппарат не совершал такого сложного маршрута. Он несколько раз пересекал 15-метровые кратеры с внутренними склонами до 20-25. В отдельные сеансы самоходная лаборатория проходила до 2 км. Исследования Лунохода-2 значительно дополнили и уточнили наши представления о лунном рельефе и процессах, формирующих его. Луноход прошел по Луне несколько десятков км. Даже в тех местах лунной поверхности, которые с Земли выглядят ровными, грунт изобилует воронками и засыпан камнями всевозможных размеров.

Луноход, управляемый с Земли по радио, шаг за шагом передвигался с учетом характера местности, вид которой передавался по телевидению.

Это величайшее достижение науки важно как пример прямого исследования физических условий на другом небесном теле, которое находится от Земли на огромном расстоянии. 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. Основные разновидности лунных пород 1 2 3 4 5 SiO2 40,5 42,4 44,1 50 61 Al2O3 9,7 20,2 35,5 20 12 FeO 19,0 6,4 0,2 7,7 10 TiO2 11,4 0,4 - 1,3 1,2 CaO 9,6 18,6 19,7 11 6,3 MgO 8,0 12,2 0,1 8 6 Na2O 0,53 0,40 0,34 0,63 0,69 K2O 0,16 0,52 - 0,53 2,0 1 - морской базальт Аполлон-11 , среднее по четырем образцам 2 - габбро-анортозит Луна-20 3 - анортозит Аполлон-15 , Ї15415 4 - норит, или неморской базальт Аполлон-14 , Ї14310 5 - дацит Аполлон-12 , Ї12013 . Затмения.

Покрытия светил Луной. При движении вокруг Земли Луна проходит перед более далекими светилами и своим диском может их заслонить.

Это явление носит общее название покрытий светил Луной. Определение точных моментов начала и конца покрытий имеет большое значение для изучения движения Луны и формы ее диска. Чаще всего происходят покрытия звезд, реже случаются покрытия планет. Солнечные затмения. Солнце в 400 раз больше Луны и приблизительно в 400 раз дальше от нас, чем Луна. Благодаря этому случайному совпадению, размеры Солнца и Луны, как мы видим их на небе, кажутся нам почти одинаковыми. Вследствие этого Луна может полностью закрыть от нас Солнце, если, двигаясь по своей орбите, она окажется в точности между Солнцем и Землей.

Когда Земля, Луна и Солнце оказываются точно на одной прямой, наступает полное солнечное затмение. Каждый месяц, в новолуние, Луна проходит в пространстве между Солнцем и Землей, но выстраивание точно на одной прямой, которое необходимо для солнечного затмения, происходит не так часто. И даже когда это случается, на поверхности Земли есть лишь длинная, узкая область, откуда можно наблюдать полное солнечное затмение.

Полоса солнечного затмения никогда не бывает шире 264 км, но в длину может тянуться на тысячи километров. Полное солнечное затмение может наблюдаться в одном месте Земли не более восьми минут. Полное солнечное затмение - зрелище настолько драматичное, что некоторые люди готовы пересечь половину земного шара специально, чтобы его увидеть. Начинается солнечное затмение с того, что передний край Луны слегка накрывает солнечный диск. Выглядит это так, словно от Солнца откусили кусочек.

В это время наблюдается лишь частичное затмение Солнца. При некоторых солнечных затмениях сияющее кольцо Солнца остается видимым вокруг всего темного диска Луны. Дело в том, что расстояния между Землей и Солнцем и между Землей и Луной, хотя и в небольших пределах, но все же меняются. Если Луна чуть дальше от Земли, чем в среднем, ее угловой размер становится меньше, а если Земля чуть ближе к Солнцу, чем в среднем, угловой размер Солнца немного увеличивается.

И если все это случается в то время, когда должно наблюдается полное солнечное затмение, Луна оказывается достаточно большой, чтобы целиком закрыть Солнце. При солнечном кольцеобразном затмении небо остается светлым и солнечная корона не видна. Затмения солнца могут происходить только во время новолуния. Лунные затмения. Земля отбрасывает в пространстве длинную тень, загораживая свет Солнца. Когда Луна попадает в тень Земли, происходит лунное затмение.

Если бы во время лунного затмения мы находились на Луне, то увидели бы, что Земля проходит перед Солнцем, закрывая его. Нередко при этом Луна остается слабо видимой, светясь тусклым красноватым светом. Так как Луна движется с запада на восток, то первым входит в земную тень левый край Луны. На нем появляется ущерб, который постепенно увеличивается, и видимый диск Луны принимает форму серпа. Если Луна полностью войдет в земную тень, то произойдет полное затмение Луны, если в тени окажется только часть Луны, то затмение будет частным.

Полное лунное затмение может продолжаться до 1 часа 44 минут. Полному или частному лунному затмению предшествует и завершает их полутеневое лунное затмение, когда Луна проходит сквозь земную полутень. Лунные затмения могут происходить только во время полнолуний. В отличие от солнечных, лунные затмения можно наблюдать с любого места на Земле, где Луна находится над горизонтом. Полные Лунные Затмения 1995 - 2005 гг. Дата Продолжительность1996 4 апреля 1 ч 24 мин 1996 27 сентября 1 ч 12 мин 1997 16 сентября 1 ч 6 мин 2000 21 января 1 ч 16 мин 2000 16 июля 1 ч 2001 9 января 30 мин 2003 16 мая 26 мин 2004 4 мая 38 мин 2004 28 октября 40 мин Затмения в прежние времена.

В древности затмения Солнца и Луны чрезвычайно интересовали людей. Философы Древней Греции были убеждены, что Земля является шаром, поскольку они заметили, что тень Земли, падающая на Луну, всегда имеет форму круга. Более того, они подсчитали, что Земля примерно втрое больше Луны, просто исходя из продолжительности затмений.

Данные археологии позволяют предположить, что многие древние цивилизации пытались предсказывать затмения. Результаты наблюдений в Стоунхендж, в Южной Англии, могли давать возможность людям позднего каменного века, 4000 лет назад, предсказывать некоторые затмения. Они умели вычислять время прихода летнего и зимнего солнцестояний. В Центральной Америке 1000 лет назад астрономы майя могли предсказывать затмения, выстраивая длинный ряд наблюдений и отыскивая повторяющиеся сочетания факторов.

Почти одинаковые затмения повторяются каждые 54 года 34 дня. Как часто мы можем видеть затмения. Хотя Луна проходит по своей орбите вокруг Земли раз в месяц, затмения не могут происходить ежемесячно из-за того, что плоскость орбиты Луны наклонена относительно плоскости орбиты Земли вокруг Солнца. Самое большее, за год может произойти семь затмений, из которых два или три должны быть лунными. Солнечные затмения происходят только в новолуние, когда Луна находится в точности между Землей и Солнцем.

Лунные же затмения всегда бывают в полнолуние, когда Земля находится между Землей и Солнцем. За всю жизнь мы можем надеяться увидеть 40 лунных затмений при условии, что небо будет ясным. Наблюдать солнечные затмения более трудно из-за узости полосы затмений Солнца. Венцы. Часто, взглянув на Луну, просвечивающую через перистые облака или прозрачную дымку, можно увидеть, что ее диск окружен небольшими радужными кольцами.

Эти кольца называют венцами. Они образуются вследствие дифракции света на мельчайших капельках воды. Чем крупнее капли, тем меньше диаметр венцов. Издавна люди подметили, что малые венцы предвещают дождь, а большие - улучшение погоды. А еще в народе об этом явлении говорят месяц в тереме. Происхождение Луны. Происхождение Луны окончательно еще не установлено. Наиболее разработаны три разные гипотезы. В конце 19 в. Дж. Дарвин выдвинул гипотезу, согласно которой Луна и Земля первоначально составляли одну общую расплавленную массу, скорость вращения которой увеличивалась по мере ее остывания и сжатия в результате эта масса разорвалась на две части большую - Землю и меньшую - Луну. Эта гипотеза объясняет малую плотность Луны, образованной из внешних слоев первоначальной массы.

Однако она встречает серьезные возражения с точки зрения механизма подобного процесса кроме того, между породами земной оболочки и лунными породами есть существенные геохимические различия. Гипотеза захвата, разработанная немецким ученым К. Вейцзеккером, шведским ученым Х. Альфвеном и американским ученым Г. Юри, предполагает, что Луна 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 советскими учеными - О. Ю. Шмидтом и его последователями в середине 20 века, Луна и Земля образовались одновременно путем объединения и уплотнения большого роя мелких частиц.

Но Луна в целом имеет меньшую плотность, чем Земля, поэтому вещество протопланетного облака должно было разделиться с концентрацией тяжелых 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 образовалась Луна. Последняя гипотеза на современном уровне знаний 70-е годы 20 века представляется наиболее предпочтительной.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Луна (реферат)

Добыча природных запасов на Земле затрудняется с каждым годом. По прогнозам ученых в ближайшем будущем человечество вступит в сложный … Из лунных пород можно извлекать кислород, водород, железо, алюминий, титан, кремний и другие полезные элементы. На мой…

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Научный интерес

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Новый этап исследования Луны
Новый этап исследования Луны. Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был направлен к Луне. Эта честь принадлежит советскому космическому аппарату Луна-l, запу

Человек на Луне
Человек на Луне. На фотографии, сделанной Эйджином Сернаном, командиром КК Аполлон 17 , пилот лунного модуля Харрисон Шмитт стоит перед большим разрушенным валуном на Луне. Слева виден лунный везде

Возвращение на Луну
Возвращение на Луну. Загрязнение природной среды на Земле делает все более трудным наблюдение неба. Свет, исходящий от больших городов, дым и вулканические извержения загрязняют небо, а телевизионн

Лунные ресурсы
Лунные ресурсы. Луна могла бы стать прекрасной площадкой для проведения самых сложных наблюдений по всем разделам астрономии. Поэтому астрономы, скорее всего, станут первыми учеными, которые

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги